Dissertação

{pt_PT=Formulação de um Modelo Térmico de Parâmetros Concentrados para uma Máquina Eléctrica de Indução com Rotor Esférico} {} EVALUATED

{pt=A dissertação desenvolvida contribui para o estudo e desenvolvimento de uma nova topologia para os conversores eletromagnéticos esféricos, tomando como vantagem os graus de liberdade extra que uma geometria esférica permite quando comparada com as soluções convencionais. O modelo térmico de parâmetros concentrados para a máquina de indução com rotor esférico permite a analisar o efeito da geometria esférica nas temperaturas de operação que constituem o fator limitativo no funcionamento dos conversores eletromagnéticos. Sendo que, o grande aumento da temperatura conduz a alteração das propriedades dos materiais, é necessário saber o limite em termos de corrente ou densidade de corrente que possibilita o funcionamento correto da máquina. O modelo térmico de parâmetros concentrados permite saber com elevada exatidão a temperatura atingida nos diversos materiais que constituem a máquina. Este modelo é validado através de uma análise de elementos finitos. Com o modelo térmico concluído é possível proceder a otimizações nas dimensões e propriedades da máquina para os diversos cenários pretendidos, proporcionando um estudo mais profundo das implicações das geometrias na temperatura e por conseguinte, no funcionamento da máquina. No final, será obtida uma ferramenta que compila todos os passos do processo e que é de fácil atualização de fórmulas, tornando acessível o uso do modelo a qualquer pessoa que pretenda continuar o estudo desta geometria., en=This master thesis development contributes for the study and development of a new topology for the spherical electromagnetic converters, taking as advantage the extra degrees of freedom that a spherical geometry allows when compared to the conventional solutions. The lumped-parameter thermal model for an induction electric machine with a spherical rotor allows us to analyse the effect of the spherical geometry in the operating temperature that constitute a limiting factor in the operation of the electromagnetic converters. The rise in temperature can lead to a change in material properties, therefore it is critical knowing the machine operating limits in terms of current or current density in which the machine operates as expected. The lumped-parameter thermal model allows us to know with great accuracy the temperature achieved in all the materials that constitute the machine. This model is validated through a finite element analysis. With this thermal model it is possible to optimize the dimensions and properties of the machine for all the desired scenarios, allowing a deeper study of the geometry implications in temperature and in machine operation. In the end of this work a tool that compiles all steps of the process, and that is easy to upgrade the formulas used is going to be developed, allowing the easier use of the model to anyone that wishes to keep the study of this geometry.}
{pt=Máquinas elétricas, Atuador com diversos graus de liberdade, Motor de indução esférico, Modelo térmico, Modelo térmico de parâmetros concentrados, Análise térmica., en=Electrical machines, Multi-degree of freedom actuator, Spherical induction motor, Thermal model, Lumped-Parameter thermal model, Thermal analysis.}

novembro 16, 2016, 15:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo José da Costa Branco

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado