Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/34266
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisor1Hélder de Paulapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1659484189549890pt_BR
dc.contributor.referee1José Roberto Cardosopt_BR
dc.contributor.referee2Antônio Carlos Ferreirapt_BR
dc.contributor.referee3Renato Cardoso Mesquitapt_BR
dc.contributor.referee4Thales Alexandre Carvalho Maiapt_BR
dc.contributor.referee5Renato de Oliveira da Costa Lyrapt_BR
dc.creatorMarco Túlio Alves Êvopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5387426262407110pt_BR
dc.date.accessioned2020-10-13T17:05:55Z-
dc.date.available2020-10-13T17:05:55Z-
dc.date.issued2020-09-02-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/34266-
dc.description.abstractThe search for efficient electrical drives has allowed the emergence of very fast power switches that are capable to apply steep voltage pulses with high dv/dts (several kV/μs) at the machine terminals. In addition, a common mode voltage is naturally generated at the inverter output and its high frequency components (which are associated to these high dv/dts) excite the parasitic capacitances inside the motor, enabling the circulation of electrical currents. If the machine and/or load bearings are part of their path, such currents can cause serious damage to these components. The inverter-induced bearing currents are classified as: 1) Capacitive currents; 2) Resistive (or conduction) currents; 3) Electric discharge machine currents (EDM); 4) Circulating currents; 5) Rotor ground currents. Different mitigation techniques to eliminate the inverter-induced bearing currents can be found in the literature. These mitigation techniques include the use of filters to reduce common mode voltage and common mode current, insulated bearings, motor shaft grounding, electrostatic shielding installation, among others. With respect to the use of electrostatic shields to reduce the bearing currents, further investigations are needed for its industrial application feasibility. To contribute to this theme, a thorough analysis of the shielding effectiveness to mitigate the undesirable phenomena and its impact on the motor operation was carried out. Employing 2-D and 3-D models, several finite element analysis (FEA) simulations were thoroughly made addressing the shielding effectiveness (SE) to attenuate the bearing currents and the associated eddy current losses for different shield widths, thicknesses, and materials. Furthermore, the possible impacts on the machine operation quantities (such as line current, average torque, and efficiency) due to the shield presence are also evaluated, as well as the SE variation with frequency. The obtained results provide very good guidelines for the practical design of the shielding device.pt_BR
dc.description.resumoA busca por acionamentos mais eficientes culminou no surgimento de chaves semicondutoras cada vez mais rápidas, capazes de submeter os enrolamentos das máquinas rotativas a elevadas variações de tensão, na ordem de vários kV/μs. Além disso, durante a operação do conversor, é gerada naturalmente uma tensão de modo comum cujas componentes de altíssimas frequências (associadas aos elevados dv/dts) excitam os diversos acoplamentos capacitivos existentes no interior do motor, promovendo a circulação de correntes elétricas nos mesmos, em direção à terra. Dessa forma, caso tenham os mancais da máquina e/ou da carga acionada como parte de sua malha, tais correntes podem causar sérios danos a esses componentes. Considerando o acionamento via conversor de frequência, em geral são destacados na literatura cinco tipos diferentes de correntes nos mancais. A nomenclatura mais aceita as classificam como: (1) Correntes capacitivas; (2) Correntes resistivas ou de condução, (3) Correntes de descarga (em inglês Electric Discharge Machining - EDM), (4) Correntes circulantes e (5) Correntes de rotor. Diferentes soluções para minimizar essas correntes são encontradas na literatura, dentre as quais podem ser destacadas: utilização de filtros para redução da tensão e da corrente de modo comum; utilização de mancais eletricamente isolados; aterramento do eixo do motor; instalação de blindagem eletrostática. Particularmente em relação ao uso de blindagens para a redução das correntes nos mancais, nota-se a necessidade de maiores investigações para uma possível viabilização de sua aplicação comercial. Como forma de contribuir nesse tema, este trabalho realiza um estudo sobre a efetividade do uso de tais blindagens, analisando não apenas o seu efeito na atenuação das correntes nos mancais, mas também o seu impacto na operação do motor. Assim, a partir de modelos em duas e três dimensões que empregam o método dos elementos finitos, são realizados estudos de casos considerando diferentes configurações, dimensões geométricas e materiais para a construção da blindagem. Dessa maneira, a variação da efetividade da blindagem dentro de uma faixa de frequências de interesse é determinada, bem como o seu impacto em grandezas operacionais do motor como, por exemplo, a corrente do estator, o torque desenvolvido e o rendimento. Com isso, o estudo apresentado neste trabalho fornece boas orientações para o projeto prático de dispositivos de blindagem como solução para as correntes nos mancais do motor de indução.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTensão de modo comumpt_BR
dc.subjectCorrente de modo comumpt_BR
dc.subjectCorrentes de alta frequência nos mancaispt_BR
dc.subjectBlindagem eletrostáticapt_BR
dc.subjectMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subject.otherEngenharia elétricapt_BR
dc.subject.otherMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subject.otherMotores elétricos de induçãopt_BR
dc.titleBlindagens eletrostáticas para atenuação das correntes nos mancais do motor de indução: análise computacional de sua eficácia e impacto no desempenho do motorpt_BR
dc.typeTesept_BR
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Marco Tulio Evo_Tese.pdf7.5 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.