Dimensionamento de um motor elétrico de indução com imãs permanentes (NdFeB) visando aplicações na mobilidade elétrica
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Data
2016-12-14
Autores
Oliveira, Robson Diego da Silva [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
This paper describes the sizing of a synchronous machine with permanent magnets inside the rotor from a three-phase induction motor with squirrel cage rotor, aiming the application in electric mobility (airplanes, cars, boats and motorcycles, etc.) for performance improvement (increased in torque). In addition, different materials of engine parts (housing, electric wires, shaft, rotor) are replaced, looking for the reduction of their mass, a crucial aspect in electric mobility. The methodology of this sizing is presented detailing step-by-step the calculations, that are necessary. The project was based on a three-phase induction motor with squirrel cage rotor, 40 cv and four-pole, from WEG S.A., that attend the minimum amount of torque and rotation required to apply at this work. The mechanical and electrical motor construction data, such as the number of grooves, number of poles and operating voltage, became possible estimate the parameters required for the sizing, such as the magnetic flux density and the inclination of the blocks magnets, and finally the correct specification of the dimensions and types of magnets to be used. Also, it presents an application in Excel, which automatically calculates all the parameters of the project, making it easier for the designer. As a result of the replacement of the materials, the engine presented a reduction of 32.8% of its mass. For future projects, it is intended to confirm the improvement of the engine performance through the construction of a prototype, with the same dimensions and characteristics used in the calculation of this project
Este trabalho aborda o dimensionamento de uma máquina síncrona com ímãs permanentes no interior do rotor a partir de um motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo, com objetivo de aplicação na mobilidade elétrica (aviões, carros, barcos e motos, etc.) para a melhoria de performance (aumento no torque). Além disso, substituem-se diversos materiais de partes do motor (carcaça, fios elétricos, eixo, rotor), visando a diminuição da sua massa, aspecto crucial na mobilidade elétrica. Apresenta-se a metodologia deste dimensionamento, detalhando passo-a-passo os cálculos necessários. O projeto utilizou-se de um motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo de 40 cv e 4 polos da empresa WEG S.A, o qual atenderia o mínimo valor de torque e rotação necessárias à aplicação desse trabalho. A partir dos dados construtivos do motor, tanto mecânicos quanto elétricos, como número de ranhuras, número de polos e tensão de funcionamento, pôde-se calcular os parâmetros necessários ao projeto, tais como a densidade de fluxo magnético e inclinação dos blocos de ímãs, e por fim a especificação correta das dimensões e tipos de ímãs a serem utilizados. Apresenta-se também um aplicativo em Excel, que calcula automaticamente todos os parâmetros do projeto, facilitando para o projetista. Como resultado da substituição dos materiais, o motor apresentou uma redução de 32,8% de sua massa. Para projetos futuros, pretende-se confirmar a melhora da performance do motor através da construção de um protótipo, com as mesmas dimensões e características utilizadas no cálculo desse projeto
Este trabalho aborda o dimensionamento de uma máquina síncrona com ímãs permanentes no interior do rotor a partir de um motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo, com objetivo de aplicação na mobilidade elétrica (aviões, carros, barcos e motos, etc.) para a melhoria de performance (aumento no torque). Além disso, substituem-se diversos materiais de partes do motor (carcaça, fios elétricos, eixo, rotor), visando a diminuição da sua massa, aspecto crucial na mobilidade elétrica. Apresenta-se a metodologia deste dimensionamento, detalhando passo-a-passo os cálculos necessários. O projeto utilizou-se de um motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo de 40 cv e 4 polos da empresa WEG S.A, o qual atenderia o mínimo valor de torque e rotação necessárias à aplicação desse trabalho. A partir dos dados construtivos do motor, tanto mecânicos quanto elétricos, como número de ranhuras, número de polos e tensão de funcionamento, pôde-se calcular os parâmetros necessários ao projeto, tais como a densidade de fluxo magnético e inclinação dos blocos de ímãs, e por fim a especificação correta das dimensões e tipos de ímãs a serem utilizados. Apresenta-se também um aplicativo em Excel, que calcula automaticamente todos os parâmetros do projeto, facilitando para o projetista. Como resultado da substituição dos materiais, o motor apresentou uma redução de 32,8% de sua massa. Para projetos futuros, pretende-se confirmar a melhora da performance do motor através da construção de um protótipo, com as mesmas dimensões e características utilizadas no cálculo desse projeto
Descrição
Palavras-chave
Motores elétricos de indução, Imãs permanentes, Mobilidade iônica, Ionic mobility
Como citar
OLIVEIRA, Robson Diego da Silva. Dimensionamento de um motor elétrico de indução com imãs permanentes (NdFeB) visando aplicações na mobilidade elétrica. 2016. 49 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2016.