Estimação de parâmetros mecânicos de motores de indução trifásicos com rotor em gaiola de esquilo - Correia, Adalberto Junqueira Livramento (2016)
O motor de indução trifásico com rotor em gaiola de esquilo é a máquina elétrica de corrente alternada mais utilizada nos sistemas de acionamento eletromecânicos industriais. Nas últimas 3 décadas desenvolveram-se novos equipamentos e estratégias de controlo de binário e velocidade que permitem a adaptação dos motores de indução trifásicos à maioria das aplicações industriais de força motriz, substituindo os outros motores elétricos nas suas aplicações típicas. Até há pouco tempo, a dificuldade em utilizar o motor de indução trifásico em acionamentos onde inicialmente se empregavam motores de corrente contínua, estava associada ao baixo desempenho dinâmico conseguido com as técnicas de controlo até então existentes. Assim, com o desenvolvimento de novas técnicas de controlo, tornou-se possível o controlo dos motores de indução trifásicos com desempenhos competitivos face aos outros motores existentes. As muitas das técnicas de controlo dos motores e/ou dos processos, são extremamente sensíveis às variações dos parâmetros elétricos e mecânicos do motor e/ou da aplicação acionada, sendo fundamental o seu conhecimento. Neste Trabalho de Projeto propõe-se uma técnica alternativa para estimação de parâmetros mecânicos em sistemas de força motriz acionados por motores de indução com rotor em gaiola de esquilo, baseada na realização de ensaios em vazio e em carga que podem ser executados em campo. A técnica em análise é não intrusiva, tendo como principal variável de análise a tensão de alimentação da máquina. Possibilita determinar alguns parâmetros mecânicos do motor e/ou do sistema por ele acionado a partir do decaimento da tensão de alimentação, originado pelo campo eletromagnético remanescente após se interromper a alimentação à máquina. A viabilidade e exequibilidade do método proposto são provadas ao longo do trabalho por meio de resultados simulados e experimentais. A metodologia foi desenvolvida com o auxílio da ferramenta computacional Matlab; simulou-se em ambiente Simulink/Matlab a generalidade das aplicações típicas de força motriz, partiu-se de casos conhecidos de parâmetros mecânicos e, com o modelo proposto, chegou-se a estes mesmos valores no final. A consistência dos resultados obtidos, a eficácia da técnica e a ausência de erros significativos ao que era esperado dos valores estimados, validaram a metodologia proposta. O trabalho comporta ainda um estudo de viabilidade feito no intuito de perceber-se qual a sensibilidade dos valores estimados (parâmetros mecânicos) face à variação de certas variáveis fundamentais do sistema. O estudo serviu para solidificar e dar suporte a algumas conclusões alcançadas ao longo de todo trabalho. Na sequência do trabalho, partiu-se para o caso experimental, aplicou-se a metodologia de estimação a um motor (isoladamente) e posteriormente a um sistema semi-industrial. Os resultados alcançados foram bastante satisfatórios e sempre dentro dos intervalos esperados. Com a conclusão do estudo feito, pensa-se haver um contributo muito positivo para a área da ciência e da técnica.