Otimização do Rendimento de um Acionamento Vetorial do Motor Síncrono de Imã Permanente
Nome: JOHANNES ANNE BRUINSMA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 24/04/2009
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| GILBERTO COSTA DRUMOND SOUSA | Orientador |
| JOOST PIETER REY | Coorientador |
| JUSSARA FARIAS FARDIN | Examinador Interno |
| MARCIO ALMEIDA CÓ | Examinador Externo |
Resumo: Este trabalho é baseado em um motor usado no sistema de propulsão elétrica para um barco pequeno de velejar. Aeficiência em um sistema elétrico de propulsão é de considerável importãncia, porque a quantidade de energia disponível é limitada pelo espaço e pelo peso da bateria. Como o barco é usado na maioria das vezes em condições de estado estacionário, com uma carga de 0,3 a 0,6 da potência nominal do motor, o controle do rendimento nesta região contribui com o aumento da distância máxima em uma carga de bateria.
Omotor é uma máquina síncrona de imã permanente. Em Inglês, “Permanent Magnet Synchronous Machine ou PMSM”, e este motor já tem um rendimento razoável.
Devido à eficiência e outros benefícios, este motor é usado frequentemente nos veículos elétricos que dá uma contribuição ao futuro da tecnologia sustentável.
Uma especificação típica devido à construção do rotor, que para este motor não é comum, dá
possibilidade para melhorar ligeiramente o rendimento por meio do controlador do motor. Mesmo que o aumento no rendimento seja pequeno, a execução no controlador não tem a necessidade de circuítos adicionais ou de algoritmos sofisticados.
Normalmente o controlador do motor é operado em condição de torque máximo por ampère.
Conclui-se neste trabalho que, para este motor específico, uma variação pequena no fluxo melhora o rendimento total do motor.
Para controladores normais a corrente de magnetização Id é mantida em 0A, quando na essência deste trabalho é mostrado que uma melhoria no rendimento pode ser conseguida quando esta corrente é alterada ou seja Id 6= 0.
Portanto, como o barco é usado na maioria das vezes em condições de estado estacionário
com uma carga de 0,3 a 0,6 da potência nominal, o rendimento nesta região contribuirá para aumentar à distância máxima da carga da bateria.
Para relacionar a eficiência do motor em perspectiva do sistema, uma análise da propulsão completa é descrita nesta dissertação.
O modelo de um motor idealizado e de um controlador usado, é adotado da literatura e usado para simulações. Uma análise detalhada das perdas que ocorrem no motor estendem o modelo.
Com o modelo estendido, a simulação tem capacidade de prever o rendimento e a adaptação
do controlador para estudar a influência no rendimento.
Para a condição de funcionamento em regime permanente o rendimento é observado enquanto
as parâmetros do controlador são variados. Os resultados da simulação mostram que o rendimento ótimo para este motor depende dos ajustes do controlador e pode ser aperfeiçoado para determinadas condições.
Após a simulação para diversas condições, uma série de medidas é feita para validar o trabalho teórico. Mostra-se que, essencialmente, o rendimento ótimo pode ser conseguido para os ajustes do controlador como encontrado durante a simulação.
Para a aplicação típica, o método proposto neste trabalho é fácil de executar, um valor de corrente Id calculado baseado no valor do comando será suficiente para aperfeiçoar o rendimento em alguns pontos percentuais.
Durante as medidas mostra-se que uma segunda variável pode ser usada para melhorar o rendimento do sistema, este método não é estimado e não é simulado, por estar fora do escopo do trabalho. Esta variável ajusta a tensão do barramento C.C. que para estado estacionário não afeta o controle do motor.
Com as conclusões e o método proposto, este trabalho pretende dar uma contribuição para aumentar a utilização desse tipo de motor na propulsão elétrica de barcos.
