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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Modelagem magnética e otimização de motores de corrente contínua de imãs permanentes
Title Alternative: Magnetic modeling and optimization of permanent magnet direct current motors
Author: Oliveira, Lucas Salles, 1987-
Advisor: Giesbrecht, Mateus, 1984-
Abstract: Resumo: O crescimento da eletrificação de componentes no mercado automotivo aumentou a demanda por motores de corrente contínua com ímã permanente (do inglês, PMDC). O Desenvolvimento dos motores PMDC envolve uma grande quantidade de tempo, portanto, economias podem ser feitas se houver uma maneira assertiva de projetá-los. Neste trabalho são utilizados dois métodos distintos para prever o desempenho de motores de corrente contínua, no caso, motores de partida, sendo o primeiro baseado na simulação do fluxo magnético com o método de elementos finitos (MEF) e o segundo método baseado no cálculo analítico. Os resultados obtidos com os dois métodos são comparados por teste realizado com protótipos em bancada. Como resultado, foi verificado que os métodos possuem erro menor que 6% quando comparados com aos testes realizados com protótipos, o que valida a exatidão dos modelos. Então são aplicadas técnicas de otimização matemática ao modelo obtido com o método analítico a fim de modificar parâmetros da máquina para maximização do torque desenvolvido. Ao final da otimização matemática baseada no modelo analítico, foi obtido um incremento do torque de 3,5%. Apesar do resultado ser menor que o erro dos modelos, ele pode ser considerado significante uma vez que o motor utilizado possui projeto extensivamente estudado. Os resultados do projeto otimizado foram validados com o MEF e foi verificado um erro menor que 1% demonstrando que o modelo analítico possuiu boa correlação com resultados obtidos por MEF

Abstract: The growth of component eletrification on automotive market has increased the demand for direct current motors with permanent magnet (PMDC). The development of PMDC motors involves a great deal of time therefore savings can be made if there is an assertive way of designing them. In this work two different methods are used to predict the performance of DC motors, in the case starter motors, the first is based on the simulation of the magnetic flux with the finite element method (MEF) and the second method is based on analytical calculation. The results obtained with the two methods are compared by laboratory tests performed with prototypes. As a result, it was verified that the methods have an error lower than 6 % when compared to the tests performed with prototypes, which validates the accuracy of the models. Then, mathematical optimization techniques are applied to the model obtained with the analytical method in order to modify parameters of the machine to maximize the developed torque. At the end of the mathematical optimization based on the analytical model, a 3,5 % torque increment was obtained. Although the result is smaller than the error of the models, it can be considered significant since the motor used has an extensively studied design. The results of the optimized design were validated with MEF and an error of less than 1 % was verified, demonstrating that the analytical model had a good correlation with MEF results
Subject: Motores elétricos de corrente continua
Motores a imã permanente
Método dos elementos finitos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: OLIVEIRA, Lucas Salles. Modelagem magnética e otimização de motores de corrente contínua de imãs permanentes. 2019. 1 recurso online (100 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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