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Dissertação

{en_GB=Analysis of the End Effects in a Spherical Induction Motor with Shell-Like Stator} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O presente trabalho visou estabelecer a equacção ao geral e encontrar uma soluçãoo particular do campo magnético dentro do entreferro de uma máquina de estator em concha e de rotor esférico. Na geometria desta máquina, existe uma descontinuidade do núcleo de ferro do estator, o que gera um perfil complicado para o campo magnético dentro do entreferro além da típica onda viajante. A este fenómeno atribui-se o nome de efeitos de borda. Para o efeito, utilizou-se como base estudos prévios feitos em efeitos de borda de motores lineares de indução através da Teoria de Campos, que partilham com este motor de rotor esférico a sua descontinuidade do núcleo de ferro do estator. Desta forma, procurou-se estabelecer uma ligação entre os efeitos de borda nas duas geometrias, tendo em conta que a análise ao motor esférico foi realizada em coordenadas cilíndricas, enquanto que nos motores lineares foi realizada em coordenadas Cartesianas. Obtiveram-se curvas de força para o motor e foi estabelecida a influência dos efeitos de borda no desempenho do motor sob várias condições, fazendo a distinção entre motores de alta velocidade e de baixa velocidade, cujos desempenhos são influenciados de forma diferente pelos efeitos de borda. Com base na variação dos parâmetros do modelo para várias configurações do motor, foi possível encontrar formas de diminuir a influência dos efeitos de borda no desempenho do motor., en=This study aims to establish the general equation and find a particular solution to the magnetic field inside the air gap of a shell-like stator induction motor with spherical rotor. In this machine’s geometry, a discontinuity of the stator iron core exists, creating a complex profile for the magnetic field inside the air gap, besides the travelling wave typically found. This phenomenon is called the end effects. In order to study these effects, previous studies of end effects in linear induction motors with Field Theory were used as a basis, whose geometry also shares the stator iron core discontinuity. Hence, a link between the end effects of the two geometries was sought, keeping in mind that the analysis for the spherical rotor was made in cylindrical coordinates, while Cartesian coordinates were used for the linear motor. A model was found for the magnetic field inside the air gap, and its parameters were tested for various motors configurations, such as varying air gaps, secondary sheet resistivity, rotor radiuses and power supply frequencies. Thrust curves were obtained and the impact of the end effects on motor performance was found, making a distinction between high speed and low speed motors, whose motor performance impact due to the end effect varies differently. It was possible to find ways to minimize the impact of the end effect on motor’s performance from the variation of the model’s parameters with various motor configurations.}
Keywords: {pt=Efeitos de Borda, Rotor Esférico, Motor de Indução, Estator em Concha, Campo Magnético, en=End Effects, Spherical Rotor, Induction Motor, Shell-Like Stator, Magnetic Field}

Discussão: novembro 14, 2016, 14:0