Estudo teórico e experimental sobre a frenagem regenerativa da máquina de indução linear

A grande maioria das pesquisas sobre máquinas de indução lineares foca apenas a sua operação como motor. Diferentemente, a presente tese aborda a aplicação de tal máquina como um gerador para sistemas de frenagem regenerativa que operam diretamente com movimento linear. O presente trabalho mostra detalhadamente o projeto, a construção e os testes de duas máquinas de indução trifásicas para fins de pesquisa: uma máquina setorial e uma máquina linear. Ambas as máquinas apresentam efeitos de extremidade, que causam desequilíbrios entre as fases e afetam suas características de desempenho. Contudo, as pesquisas normalmente não abordam estes desequilíbrios. Assim, esta tese apresenta e analisa as correntes e potências por fase, bem como os seus efeitos sobre o rendimento e a força eletromagnética. Isto foi feito mediante o desenvolvimento de um modelo de circuito equivalente trifásico para a máquina linear alimentada em tensão, de modo a levar em consideração os desequilíbrios de correntes e potências nas três fases. O modelo é validado a partir de testes sob diversas frequências e velocidades de operação, que produziram os resultados teóricos e os experimentais para comparação. Apresenta-se também um estudo teórico sobre a utilização da máquina de indução linear para frenagem regenerativa de um trem diesel elétrico. O modelo do trem inclui inclinação e curvatura da via, inércia, atritos e efeitos aerodinâmicos. O comportamento de diversas grandezas elétricas e mecânicas é apresentado e analisado. Os resultados indicam que o sistema apresenta boas características para a aplicação desejada. A frenagem regenerativa reduz a necessidade do freio mecânico, o que leva a um menor desgaste dos componentes do freio mecânico. O baixo rendimento da máquina de indução linear é principal fator que limita a recuperação de energia. As máquinas sob estudo apresentaram rendimentos entre 22% e 55%.Most of the research on linear induction machines has focussed on their operation as motors. Differently, this thesis deals with the operation of such machine as a generator for application in regenerative braking systems that operate directly with linear motion. The present work shows in detail the design, construction and tests of two three-phase induction machines for research purposes: a sector machine and a linear machine. Both of them present end effects which cause imbalances between the phases and affect their performance characteristics. However, researches usually do not address these imbalances. Hence, this thesis presents and analyses the current and power per phase, as well as their effects on the efficiency and on the electromagnetic force. That was done by means of the development of a three-phase equivalent circuit model for the linear machine with voltage feed, in order to take into account the imbalanced currents and powers for the three phases. The model is validated from tests performed under various excitation frequencies and operation speeds, which provide experimental and theoretical results for comparison. This work also presents a theoretical study on the application of the linear induction machine for regenerative braking of a diesel electric train. The train model includes railroad grade and curvature, inertia, friction and aerodynamic effects. The behaviour of several electrical and mechanical quantities is presented and analysed. Results indicate that the system has good features for the intended application. The regenerative braking reduces the need of the mechanical brake, leading to less wear on braking mechanical components. The low efficiency of the linear induction machine is the main factor that limits the energy recovery. The machines under study produced efficiencies between 22% and 55%

Modelagem dinâmica e controle robusto de um veículo subaquático

Este trabalho desenvolve um estudo sobre a modelagem de veículos subaquáticos incluindo cinemática, dinâmica do corpo rígido e forças e torques atuantes NO veículo. Após o desenvolvimento do modelo dinâmico, realiza-se o projeto de uma lei de controle em posição utilizando linearização por realimentação, com características de robustez. Este tipo de controle é importante uma vez que em muitas situações deseja-se levar o veículo para determinada posição e lá mantê-lo enquanto o mesmo realiza alguma tarefa. Após o desenvolvimento teórico, um exemplo é apresentado, tendo-se como referência um veículo subaquático cujos parâmetros do modelo são conhecidos. Apesar da complexidade e da não-linearidade da dinâmica do veículo, os resultados das simulações efetuadas mostram que o sistema de controle desenvolvido apresenta um bom desempenho. Palavras-chave: veículos subaquáticos, modelagem dinâmica, controle de posição, linearização por realimentação

Estudo Sobre a Frenagem Regenerativa da Máquina de Indução Linear

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Estudo Sobre a Frenagem Regenerativa da Máquina de Indução Linear

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Aparato reaproveitador de energia por indução eletromagnética, processo de reaproveitamento de energia e processo de produção

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad

Estudo Sobre a Frenagem Regenerativa da Máquina de Indução Linear

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Modelagem dinâmica e controle robusto de um veículo subaquático

Este trabalho desenvolve um estudo sobre a modelagem de veículos subaquáticos incluindo cinemática, dinâmica do corpo rígido e forças e torques atuantes NO veículo. Após o desenvolvimento do modelo dinâmico, realiza-se o projeto de uma lei de controle em posição utilizando linearização por realimentação, com características de robustez. Este tipo de controle é importante uma vez que em muitas situações deseja-se levar o veículo para determinada posição e lá mantê-lo enquanto o mesmo realiza alguma tarefa. Após o desenvolvimento teórico, um exemplo é apresentado, tendo-se como referência um veículo subaquático cujos parâmetros do modelo são conhecidos. Apesar da complexidade e da não-linearidade da dinâmica do veículo, os resultados das simulações efetuadas mostram que o sistema de controle desenvolvido apresenta um bom desempenho. Palavras-chave: veículos subaquáticos, modelagem dinâmica, controle de posição, linearização por realimentação

Controle de veículos subaquáticos sub-atuados utilizando linearização por realimentação.

Este artigo descreve os modelos cinemático e dinâmico de veículos subaquáticos incluindo os efeitos das correntes oceânicas. Apresenta ainda o desenvolvimento de um controlador automático de posição utilizando a técnica de linearização por realimentação. Este controle em posição é necessário sempre que se deseja levar o veículo para determinada posição e lá mantê-lo durante a realização de alguma tarefa. Após um desenvolvimento teórico, um exemplo é apresentado, tendo-se como referência um veículo subaquático cujos parâmetros do modelo são conhecidos. Resultados de simulações ilustram a estabilidade e o desempenho em malha fechada considerando-se incertezas paramétricas e ainda, uma perturbação externa oriunda de uma corrente oceânica. Apesar da complexidade da dinâmica do veículo, o sistema de controle desenvolvido apresentou um bom desempenho, de uma forma geral

Modelagem dinâmica e controle de um veículo subaquático

Este trabalho desenvolve um estudo sobre a modelagem de veículos subaquáticos incluindo cinemática, dinâmica do corpo rígido e forças e torques atuantes no veículo. Após o desenvolvimento do modelo dinâmico, realiza-se o projeto de uma lei de controle em posição utilizando linearização por realimentação, com características de robustez. Este tipo de controle é importante uma vez que em muitas situações deseja-se levar o veículo para determinada posição e lá mantê-lo enquanto o mesmo realiza alguma tarefa. Após o desenvolvimento teórico, um exemplo é apresentado, tendo-se como referência um veículo subaquático cujos parâmetros do modelo são conhecidos. Apesar da complexidade e da não-linearidade da dinâmica do veículo, os resultados das simulações efetuadas mostram que o sistema de controle desenvolvido apresenta um bom desempenho