Dissertação

Design and Implementation of a 20kW, 12000rpm Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) for the IST Formula Student Powertrain EVALUATED

Com o crescimento de carros híbridos e 100% eléctricos em competicção automóvel, novas máquinas eléctricas estão a ser desenvolvidas. Esta tese trata o projecto, fabrico e teste de um motor síncrono de ímanes permanentes para um carro eléctrico de Formula Student, onde se requer uma alta relação peso/potência e torque/potência. Especificamente, definiu-se um motor capaz de gerar 20 Nm, atingir velocidades de 12000 RPM e uma potência de pico de 20 kW. Uma análise aos materiais e métodos de fabrico para cada componente do motor foi executada, permitindo a seleção dos que melhor se adequam. Durante a fase de projecto e depois de terem sido seleccionados os materiais e métodos, um script de optimização foi desenvolvido por forma a identificar os parâmetros que melhor beneficiam a produção de binário, cumprindo os constrangimentos definidos. Esse script foi melhorado com base nas conclusões retiradas dos ensaios experimentais. Análises mecânicas e térmicas foram realizadas para aumentar a robustez e facilidade de manufactura da máquina. Os métodos utilizados durante a manufactura do motor e da bancada de ensaios incluíram corte-laser, corte por jacto de água, fresa CNC e torno mecânico. Um estudo relativo à organização das bobines foi realizado para validar a capacidade do motor atingir 12000 RPM e um torque de 20 Nm sem atingir o limite térmico. Testes de performance e eficiência foram realizados, posteriormente. Os requerimentos do projecto foram garantidos, apesar de algumas limitações terem comprometido alguns resultados. Finalmente, foram recomendadas alterações com vista a melhorar a performance do motor.
Formula Student carro competição eléctrico, Motor síncrono de ímanes permanentes, alta performance, algoritmo de optimização, projecto/construção/teste motor eléctrico

Novembro 14, 2017, 16:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo José da Costa Branco

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado

ORIENTADOR

João Filipe Pereira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar