Motores de indução lineares aplicados à tração elétrica: bancada de ensaios e análise...
10.11606/D.18.2018.tde-25012018-151754
Katano, Osvaldo Jeniti (Catálogo USP)
Osvaldo Jeniti Katano
Cunha Junior, Henrique Antunes (Presidente)
Motores de indução lineares aplicados à tração elétrica: bancada de ensaios e análise de protótipo acionado por um inversor de frequência variável
Bancada de ensaio
Neste trabalho, pretendeu-se apresentar na primeira parte, uma revisão histórica e analítica sobre motores lineares para diversas aplicações, sobretudo em tração elétrica. Na segunda parte foram feitos o desenvolvimento de uma bancada de ensaios e a análise de um protótipo de motor de indução linear (MIL) em escala reduzida, acionado por um inversor de frequência variável. Com referência a aplicação de motores lineares em tração elétrica, são apresentados o estado da arte, as diferentes configurações, concepções de alta e baixa velocidades, vantagens e desvantagens da sua aplicação, as técnicas de levitação magnética, a situação brasileira e as perspectivas e tendências futuras. Na segunda parte, foi feita a análise do MIL de forma mais detalhada, sobre os princípios de funcionamento, modelos matemáticos existentes, principais efeitos que afetam o desempenho e sistemas de acionamento. Foi feita uma análise de vários modelos existentes, com destaque para o modelo bifásico DQ, desenvolvido por NONDAHL, capaz de simular o desempenho do MIL, tanto em regime permanente como em regime transitório. Foi projetada e montada uma bancada de ensaio dotada de uma instrumentação precisa que permitiu a monitoração e aquisição de dados dos parâmetros do MIL unilateral, acionado por um inversor de frequência variável, em condições variados de escorregamento e carga. A princípio, a bancada de ensaios foi concebida para permitir a análise de diversas configurações geométricas de montagem do MIL e a confrontação dos parâmetros de desempenho com os resultados experimentais.
Analitical and historical review on linear motors's applications, specially in electric traction was presented in the first part. A test facility for development of linear motors and an analysis of small prototype of linear induction motor driven by a frequency inverter was presented in the second part. The state of art concerning electric traction propelled by linear motors was discussed, as well as, different geometric configuration, advantages and disavantages in this application, high and low velocity systems, magnetic levitation systems, possibility of aplication in Brazil and future trends. An evaluation of linear induction motors was perfomed in the second part. Phenomena involved in the so-called end effect, skin effect, pelicular effect, transverse edge effect and mathematical models were investigated in this paper. Strong emphasis was put on the dq pole-by-pole model developed by NODAHL, that is capable of simulating both steady-state and transient behavior of linear induction motors. A linear induction motors test facility was designed and high precision instrumentation was implemented in order to verify the accuracy of parameters calculations.