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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento de um sensor óptico de campo magnético para hidrogeradores baseado em grades de Bragg e material magnetostritivo = Development of a magnetic field optical sensor for hydrogenerators based on Bragg gratings and magnetostrictive material
Title Alternative: Development of a magnetic field optical sensor for hydrogenerators based on Bragg gratings and magnetostrictive material
Author: Fracarolli, João Paulo Vicentini, 1989-
Advisor: Fruett, Fabiano, 1970-
Abstract: Resumo: Este trabalho tem por objetivo o estudo de um sensor passivo de campo magnético baseado em fibra óptica para aplicação em geradores síncronos de grande porte, como os encontrados em usinas hidrelétricas. O princípio de funcionamento do sensor compreende o uso de grades de Bragg em fibra óptica, ou Fiber Bragg Gratings (FBG) associada a um material magnetostritivo, ou seja, um material que sofre deformações mecânicas devido à aplicação de um campo magnético. O sensor quantifica o campo magnético produzido pelos polos do rotor do hidrogerador para a detecção de curto-circuitos entre espiras adjacentes de um determinado polo. O sistema de monitoração compreende o sensor, a rede óptica, o equipamento de detecção, também chamado de interrogador, e o software de análise dos dados obtidos. A instalação do sensor foi feita nos dutos de ventilação do hidrogerador, simplificando o processo de fixação. Os resultados experimentais obtidos em campo mostram que a resposta do sensor é proporcional ao campo aplicado, com uma variação de amplitude do sinal de 160 a 200 picometros, para um campo com amplitude de 1 tesla, dependendo do posicionamento do sensor nos pontos de instalação. Além disso, foi calculada a correlação linear do sinal medido pelo sensor com a corrente de campo, temperatura do rotor e potência ativa do hidrogerador, obtendo-se 0,85, 0,87 e 0,85, respectivamente

Abstract: This work aims to study a passive magnetic field sensor based on optical fiber for application in large synchronous generators, such as those found in hydroelectric plants. The operating principle of the sensor comprises the use of Fiber Bragg Gratings (FBG) associated with a magnetostrictive material, that is, a material that undergoes mechanical deformation due to the application of a magnetic field. The sensor quantifies the magnetic field produced by the hydro-generator rotor poles for the detection of short-circuits between adjacent turns of a given pole. The monitoring system comprises the sensor, the optical network, the detection equipment, also called the interrogator, and the obtained data analysis software. The sensor was installed in the ventilation ducts of the hydro-generator making the fixation process easier. The experimental results shows that the sensor response is proportional to the applied magnetic field, with amplitude varying from 160 to 200 picometers, with a field of 1 tesla, depending on the positioning of the sensor in the installation points. Furthermore, we calculate the linear correlation of the measured signal in relation to the field current, rotor temperature and active power of the hydro-generator, obtaining 0.85, 0.87 and 0.85, respectively
Subject: Sensor optico
Grade de Bragg
Usinas hidrelétricas
Materiais magnéticos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FRACAROLLI, João Paulo Vicentini. Desenvolvimento de um sensor óptico de campo magnético para hidrogeradores baseado em grades de Bragg e material magnetostritivo = Development of a magnetic field optical sensor for hydrogenerators based on Bragg gratings and magnetostrictive material. 2018. 1 recurso online (144 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331121>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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