Simulação do Desempenho de Motores e Geradores de Relutância Chaveados

Pedro P. de Paula; Wanderlei M. da Silva; José R. Cardoso; Sílvio I. Nabeta

doi:10.18618/REP.2003.2.069077

Authors

Pedro P. de Paula Universidade Cruzeiro do Sul - UNICSUL
Wanderlei M. da Silva Universidade Cruzeiro do Sul - UNICSUL
José R. Cardoso Universidade de São Paulo - USP São Paulo – SP – Brasil
Sílvio I. Nabeta Universidade de São Paulo - USP São Paulo – SP – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2003.2.069077

Keywords:

método dos elementos finitos, motor/gerador de relutância chaveado, simulação

Abstract

Este artigo mostra alguns aspectos da simulação de motores e geradores de relutância chaveados. Utiliza-se inicialmente o método dos elementos finitos magnetostático para a obtenção das curvas de torque e fluxo concatenado versus corrente de fase e posição angular do rotor. Estes resultados são utilizados para o desenvolvimento de simulações com métodos analíticos usando-se o programa Mathcad. Em seguida, utiliza-se o método dos elementos finitos acoplado com as equações de circuitos para a simulação do desempenho, tanto como motor, como no funcionamento como gerador. São apresentados também alguns resultados experimentais. Os protótipos utilizados têm 3 fases, 6 pólos no estator e 4 pólos no rotor.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Pedro P. de Paula, Universidade Cruzeiro do Sul - UNICSUL

nascido em 03/06/1955 em Sorocaba, SP, é engenheiro eletricista (1981), mestre (1993) e doutor em Engenharia Elétrica (2000) pela Escola Politécnica da USP. Foi engenheiro da Seção de Materiais do IEE-USP (82 a 85), do Agrupamento de Eletrotécnica do IPT (85 a 87) e, desde 1987, é engenheiro do Centro Tecnológico da Marinha em SP. Atualmente é Professor Titular da Universidade Cruzeiro do Sul, onde atua desde 1995. Suas áreas de interesse são: projeto, métodos de simulação e ensaios de máquinas elétricas, particularmente, máquinas de relutância, de imãs permanentes e síncronas. É membro da SOBRAEP.

Wanderlei M. da Silva, Universidade Cruzeiro do Sul - UNICSUL

nascido em 18/05/1964 em São Paulo, é engenheiro eletricista (1990) pela Universidade Santa Cecília, mestre (1998) e doutorando em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da USP. Possui especialização (1997) pela University of Manchester Institute of Science and Technology – UMIST, Manchester, Inglaterra. É tecnologista sênior do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN-CNEN-SP e ocupa atualmente o cargo de engenheiro responsável pela seção de Eletrônica de Potência do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo CTM-SP. Atualmente é professor adjunto da Universidade Cruzeiro do Sul, onde atua desde 1996. É professor do curso de pós-graduação em instrumentação, controle e automação do Instituto Mauá de Tecnologia -IMT. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, qualidade do processamento da energia elétrica, sistemas de controle eletrônicos e acionamentos de máquinas elétricas, modelagem e simulação computacional. É membro da SOBRAEP.

José R. Cardoso, Universidade de São Paulo - USP São Paulo – SP – Brasil

nascido em 1949 em São Paulo, é engenheiro eletricista (1974), mestre (1979) e doutor em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da USP. Desde 1999 ele é Professor Titular do Departamento de Engenharia Elétrica da EPUSP. Em 1988, ele fundou o LMAG – Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado. Ele foi o chairman do COMPUMAG’97. Suas áreas de interesse incluem o cálculo de campos eletromagnéticos pelo MEF e máquinas elétricas.

Sílvio I. Nabeta, Universidade de São Paulo - USP São Paulo – SP – Brasil

nascido em 02/07/1960 em São Paulo, é engenheiro eletricista (1983) e mestre (1990) pela Escola Politécnica da USP e doutor em Engenharia Elétrica (1994) pelo Institut National Polytechnique de Grenoble. De 1984 a 1986 foi engenheiro de projetos de motores industriais e de tração elétrica (trólebus e metrô) e dispositivos de corrente contínua na Engesa Equipamentos Elétricos S.A. De 1987 a 1989 atuou como engenheiro de projetos de motores de potência fracionária na Emhart do Brasil. Em 1990 foi pesquisador na área de compatibilidade eletromagnética no IPT - SP. Desde 1997 é docente na Escola Politécnica da USP e suas áreas de interesse são: desenvolvimento de ferramentas numéricas em eletromagnetismo, máquinas e tração elétrica. Publicou 17 artigos em revistas indexadas nacionais e internacionais e 56 trabalhos em congressos. Possui uma patente de motor de relutância chaveado para ferramentas manuais no INPI. É presidente da SBMag - Sociedade Brasileira de Eletromagnetismo na gestão 2002- 2004 e membro representante das Américas no board da ICS - International Compumag Society até 2006.

References

T.J.E. Miller. Switched Reluctance Motors and their Control. Oxford, Magna Physics Pub., 1993.

P.P. de Paula, Aspectos de projeto, simulação e operaçãode geradores e motores de relutância chaveados, Tese(Doutorado), EPUSP, São Paulo, Brasil, 2000.

A.V. Radun, "Generating with the switched reluctancemotor", in Proceedings of APEC'94, 1994, pp.41-46. https://doi.org/10.1109/APEC.1994.316421 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1994.316421

T. Sawata, P.C. Kjaer, C. Cossar and T.J.E. Miller, "Acontrol strategy for the switched reluctance generator", inProceedings of ICEM'98, 1998, vol.3, pp.2131-2136.

R. Inderka, M. Menne and R.W. De Doncker, "Generatoroperation of a switched reluctance machine drive forelectricvehicles", in Proceedings of EPE99 (CD), 1999. https://doi.org/10.1080/09398368.2001.11463487 DOI: https://doi.org/10.1080/09398368.2001.11463487

P.P. de Paula, W.M. da Silva, G. Janólio, A. M. Ebesui,G. Ett and V. Ett, "Preliminary results of an electricvehicle traction system prototype based on fuel-cell andswitched reluctance motor-generator", in Proceedings ofthe Brazilian Power Electronics Conference-COBEP2001, Florianópolis, Brasil, 2001, pp. 259-266. https://doi.org/10.4271/2001-01-3889 DOI: https://doi.org/10.4271/2001-01-3889

Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, FLUX2D:logiciel de calcul électromagnétique par éléments finis,LEG-CEDRAT (CEE), Grenoble, France, MAGSOFT,New York, USA.

P.P. de Paula, W.M. da Silva, S.I. Nabeta and J.R.Cardoso, "Modelling a switched reluctancemotor/generator by using the finite-element methodcoupled with circuit equations", Proceedings ofICEM2000, Helsinki, Finland, pp.1752-1756.

T.J.E. Miller, "Developments in reluctance motorscharacteristics and design methods", Proceedings of theIPEC2000, Tokyo, Japan, pp. 608-613