Análise dinâmica de um sistema de atuação eletromecânica em mecanismo de suspensão mecânica para isolamento de vibrações

Abstract

Esse trabalho buscou investigar os comportamentos dinâmicos de uma suspensão eletromecânica. Para a configuração dessa suspensão substitui-se o amortecedor viscoso convencional por um amortecedor do tipo eletromecânico. O amortecedor eletromecânico é formado por um transdutor de imã permanente e bobina móvel, no qual se acopla ao sistema mecânico com o eletromagnético. Nos terminais da bobina é introduzido um circuito elétrico RLC ligados em série. Para modelagem e a obtenção das equações dinâmica que descrevem seu movimento utilizou-se o método de Lagrange, que utiliza expressões de energia. Os modelos abordam absorvedores utilizados na indústria automobilística. No trabalho, primeiramente foi investigado a capacidade dos parâmetros elétricos no comportamento do sistema, e verificou-se a influência que a resistência elétrica e a capacitância tem em relação ao deslocamento da massa suspensa de um veículo. Foi realizada, através da função transferência, uma análise da quantidade de energia obtida no sistema elétrico para valores diferentes de resistência elétrica e em comparação foi verificado o ganho da massa suspensa para um movimento harmônico sofrido pela base. Por fim, investigou-se as potências geradas no circuito elétrico e o fator de potência para diferentes valores de capacitância. E também apurou a influência da resistência elétrica na produção de potência ativa. Os resultados mostraram a influência dos parâmetros elétricos no comportamento dinâmico do sistema e na geração de potência elétrica, assim através de um controle feito nesses parâmetros pode-se encontrar faixas no qual reduz a transmissibilidade de deslocamento para os ocupantes de um veículo e geram uma alta potência elétrica em que possa ser armazenada e utilizada posteriormente.

This work sought to investigate the dynamic behavior of an electromechanical suspension. For the configuration of this suspension it replaces the conventional viscous damper with a shock absorber of the electromechanical type. The electromechanical damper is formed by a permanent magnet transducer and mobile coil, in which it couples the mechanical system with the electromagnetic. At the terminals of the coil is introduced an RLC electric circuit connected in series. For the modeling and the obtaining of the dynamic equations that describe its movement was uses the Lagrange method, that uses expressions of conservation of energy. The models approach in a simplified way the absorbers used in the automotive industry. In the work, it was first investigated the influence of the electrical parameters on the behavior of the system, it was verifies the power of the electrical resistance and the capacitance have in relation to the displacement of the suspended mass of a vehicle. It was performed, through the transfer function, an analysis of the amount of energy obtained in the electrical system is performed for different values of electrical resistance and in comparison it was verifies the gain of the suspended mass for a harmonic movement suffered by the base. Finally, we investigated the powers generated in the electric circuit and the power factor for different capacitance values. It also determined the influence of electrical resistance on the production of active power. The results showed the influence of the electrical parameters on the dynamic behavior of the system and the generation of electric power, so through a control made in these parameters can be found tracks in which reduces the transmissibility of displacement for the occupants of a vehicle and generate a high electrical power where it can be stored and used later.