ISEP - DEE - Neutro à Terra - Revista Técnico-Científica - 2022 (Nº29)
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- Aplicação de motores síncronos de ímanes permanentes e motores de indução em veículos elétricos: comparação e perspetivas de evoluçãoPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaOs sistemas de propulsão baseados em motores síncronos de ímanes permanentes (MSIP) têm sido considerados como a opção mais promissora para os veículos híbridos (VH) e elétricos (VE). A situação atual relativa às reservas e custos dos elementos de terras-raras poderá trazer algumas alterações nesta tendência; a opção por motores que prescindem destes elementos poderá trazer um novo estímulo à aplicação dos motores de indução neste domínio. Este artigo procura apresentar uma análise comparativa entre MSIP e motores de indução (MI) num espectro alargado de velocidades de funcionamento, com especial destaque para os seus desempenhos energéticos. Começa-se por abordar as características gerais de comportamento exigidas aos VE, que definem os múltiplos cenários de funcionamento que poderão ser impostos aos motores. Em seguida, são focadas as principais características de ambas as máquinas, procurando realçar as vantagens e desvantagens mais relevantes, no contexto dos VE. Com base nos regimes de funcionamento a que serão submetidos, analisam-se as diferenças dos rendimentos naturais de ambos os motores. Para os MI é também abordado o importante tema dos algoritmos de minimização de perdas, com vista ao aumento dos rendimentos em regimes de carga onde o desempenho destas máquinas é inferior.
- Características Básicas do Motor de Relutância ComutadoPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaO motor de indução trifásico continua a ser a principal opção nos sistemas de força-motriz, mas outros tipos de motores têm vindo a conquistar espaço. O motor de relutância comutado é uma alternativa possível em certas aplicações. Trata-se de uma máquina não convencional, simples e robusta, com capacidade de funcionar em altas velocidades. O seu funcionamento é caracterizado por binários pulsantes e ruído acústico, sendo os principais inconvenientes desta máquina. Este artigo pretende ser uma introdução ao MRC, focando-se em algumas das suas características construtivas básicas e princípio de funcionamento. A modelização e dificuldades inerentes são abordadas, sendo apresentado um modelo linear.
- Comparação de tecnologias em veículos automóveisPublication . Andrade, António Carvalho deO domínio do Motor de Combustão Interna (MCI) começa a ser ameaçado pelo aparecimento das tecnologias Zero Emissão (ZE). Há mesmo países que já anunciaram a intensão de proibir a comercialização dos automóveis com MCI a partir de 2030, devido às suas emissões poluentes. Neste artigo são analisadas as duas tecnologias ZE disponíveis e comparadas com o MCI [1].
- Controlo escalar de velocidade no motor de indução trifásicoPublication . Silveira, Alexandre Miguel Marques daPor ser uma máquina robusta e de baixo custo de produção, o motor assíncrono ou de indução é dos mais utilizados na indústria. Uma grande fatia da energia elétrica consumida anualmente em qualquer país desenvolvido deve-se à utilização de motores elétricos. Estima-se que cerca de 70% da energia consumida no setor industrial e cerca de 30% da energia elétrica consumida no setor do comércio e serviços se deva a este tipo de cargas1.
- Controlo vetorial (FOC) de um motor de indução trifásico aplicado a um veículo elétricoPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaOs motores de indução (MI) com rotor em gaiola de esquilo estão muito disseminados nos atuais sistemas de variação de velocidade (“drives”). A sua simplicidade e robustez, aliadas a baixos preços (comparativamente com outras máquinas) e ampla gama de potências disponíveis, são as principais razões. A evolução verificada nos domínios da eletrónica de potência e nos sistemas de controlo (em particular, o controlo digital), permitiram aplicar os MI em sistemas de elevado desempenho dinâmico (e.g., controlo de binário e/ou posição), substituindo os motores DC, cujas características dinâmicas e simplicidade de controlo os tornavam a primeira escolha em tais aplicações. Com efeito, as “drives” baseadas em MI apresentam características dinâmicas em tudo semelhantes aos sistemas DC, incluindo a possibilidade de funcionamento nos quatro quadrantes do plano (T, nr). No entanto, a complexidade do conversores e, sobretudo, dos sistemas de controlo é muito mais elevada nos sistemas AC. Os sistemas baseados no controlo vectorial são os mais usuais nas “drives” baseadas nas máquinas AC convencionais (assíncronas e síncronas). Existem outras metodologias também usadas na indústria (e.g., controlo direto do binário – DTC), mas neste trabalho somente o controlo vetorial será abordado.
- Core loss estimation under sinusoidal and non-sinusoidal flux density waveforms overview and challengesPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaNowadays, electrical machines design and control developments are much attached to simulation models. Accurate loss estimation methods are fundamental for improving efficiency, but also to achieve the desired operation conditions [1].
- O Eletromagnetismo nas Máquinas ElétricasPublication . Flores, António QuadrosO eletromagnetismo desempenha um papel fundamental na conversão de energia nas máquinas elétricas e a sua compreensão é importante para se ter um completo domínio do tema. O campo magnético, que envolve o funcionamento das máquinas elétricas, pode ter origem em ímanes permanentes ou pode ser criado com recurso a bobinas. A abordagem ao magnetismo criado pelos ímanes permanentes ou bobinas é normalmente baseada nos efeitos observáveis e não na explicação a nível atómico desses fenómenos, recorrendo-se habitualmente a argumentos associados a observações experimentais, sem de facto se dar uma interpretação física. O objetivo deste artigo é explicar os processos atómicos relacionados com fenómenos magnéticos e elétricos existentes nas máquinas elétricas, tornando mais claros e transparentes alguns conceitos, tais como a existência de polos magnéticos, interação de atração/repulsão magnética e campo magnético.
- Evolução das classes de rendimento de motores elétricosPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaOs acionamentos eletromecânicos são os maiores consumidores mundiais de energia elétrica, pelo que a melhoria dos seus rendimentos tem um elevado impacto na poupança de energia. Os motores de indução trifásicos são a opção dominante, razão pela qual a procura de máquinas com melhores rendimentos tem estado centrada nestes motores. No entanto, a ausência de um sistema universal de classificação dos rendimentos e, principalmente, a diversidade de métodos usados na sua estimação (com resultados distintos), constituiu um sério obstáculo à comercialização mundial destas máquinas. A classificação IE (CEI) foi decisiva na superação dessas dificuldades. Este artigo pretende fazer uma síntese da evolução das classes de rendimento de motores elétricos de alcance internacional. Começa-se pelo acordo CE/CEMEP, no contexto europeu, referindo depois as sucessivas normas internacionais CEI, as quais traduzem a evolução da classificação IE.
- A general overview on hybrid and electric vehiclesPublication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaThe economical and environment impacts of fossil energies increased the interest for hybrid, battery and fuel-cell electric vehicles. Several demanding engineering challenges must be faced, motivated by different physical domains integration. This paper aims to present an overview on hybrid (HEV) and electric vehicles (EV) basic structures and features. In addition, it will try to point out some of the most relevant challenges to overcome for HEV and EV may be a solid option for the mobility issue. New developments in energy storage devices and energy management systems (EMS) are crucial to achieve this goal.
- Manutenção e diagnóstico de avarias em motores de indução trifásicos.Publication . Melo, Pedro Miguel Azevedo de SousaOs motores de indução trifásicos são usados na maioria dos sistemas eletromecânicos, pelo que a sua manutenção reveste-se de enorme importância. A monitorização contínua dos equipamentos é o elemento chave dos atuais sistemas de manutenção condicionada. A análise espectral da corrente absorvida pelo motor está muito implantada na indústria, mas apresenta várias limitações. Diversos métodos de deteção e diagnóstico de avarias têm sido desenvolvidos, baseados nas múltiplas grandezas que caracterizam o funcionamento do motor. A análise no domínio das frequências, com recurso a técnicas de processamento digital de sinal, tem sido bastante explorada. Este artigo pretende focar-se nas principais causas e métodos de diagnóstico de avarias no estator e rotor dos motores de indução.