Dissertação

Application of Similitude Laws for The Design of Electromechanical Models Using High-Temperature Superconductors EVALUATED

A utilização de materiais supercondutores em máquinas elétricas é um tema que tem adquirido considerável relevância durante os últimos anos, permitindo projetar e conceber máquinas com maior eficiência e densidade de potência que as convencionais. No entanto, devido à complexidade destes materiais quando comparados com os materiais magnéticos convencionais, é necessário a realização de um estudo preliminar e qualitativo de modo a comparar as diferentes topologias. O propósito desta dissertação passa por realizar um estudo comparativo entre máquinas convencionais e máquinas com supercondutores de altas temperaturas (HTS), usando para esse efeito o conceito de leis de escala. Primeiramente, será apresentado a aplicação das leis de escala em máquinas elétricas com imãs permanentes (PM). De seguida, serão introduzidos os HTS, tais como as respetivas perdas, sendo este estudo realizado através de um modelo analítico simplificado, modelo de KIM. Será feito ainda um estudo comparativo entre máquinas convencionais e máquinas com HTS a substituirem PM ou os tradicionais enrolamentos de cobre. Finalmente, estudos experimentais e simulações foram realizados de modo a quantificar e validar as perdas encontradas nos blocos HTS, mais especificamente no YBCO. Conclui-se, através das leis de escala, que as máquinas com HTS apresentam maior eficiência e densidade de potência, no entanto, novas topologias devem ser consideradas, especialmente para a situação em que os HTS substituem os PM. Tanto os estudos experimentais como as simulações realizadas em software de elementos finitos (FEM) revelaram-se inconclusivas, reforçando a necessidade da realização de experiências com um maior grau de precisão e complexidade.
Leis de Escala, Supercondutores de Alta Temperatura (HTS), YBCO, Perdas por Histerese

Janeiro 21, 2021, 8:30

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Francisco Ferreira da Silva

IDMEC

Investigador

ORIENTADOR

Paulo José da Costa Branco

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado