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ANÁLISE EM ELEMENTOS FINITOS PARA A OPERAÇÃO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS TRIFÁSICAS E MULTIFÁSICAS FRENTE A FASES ABERTAS NO ESTATOR PARA AUMENTO DA CONFIABILIDADE EM VEÍCULOS ELÉTRICOS
Última alteração: 2024-09-12
Resumo
Máquinas elétricas multifásicas possuem número de fases no estator superior a três. Elas apresentam vantagens em relação aos seus homólogos trifásicos, como maior tolerância a faltas, redução de potência por fase, redução do custo do conversor, dentre outras. Os acionamentos multifásicos são interessantes a aplicações em que a confiabilidade é crucial, como veículos elétricos, aeronaves e aplicações industriais de alta potência. Algumas falhas no acionamento podem levar a fases abertas no estator. As máquinas trifásicas não são capazes de produzir campo magnético girante e torque para partir e acionar sua carga após a perda de uma fase. Já as máquinas multifásicas inerentemente possuem a capacidade de operar com fases abertas. Nesse caso, mesmo em malha aberta, a máquina continua a girar e produzir torque, porém com uma pulsação de segundo harmônico que pode trazer vibração e reduzir a qualidade do desempenho do acionamento. Outro problema da inexistência de um controle tolerante a falta é a irregularidade das correntes de fase, que terão amplitudes heterogêneas, o que causa aquecimento desigual na máquina, nos cabos e no conversor de potência. O objetivo deste trabalho é demonstrar a operação de máquinas multifásicas frente a fases abertas e propor uma operação tolerante a faltas. A metodologia consiste em comparar por meio de simulações em elementos finitos as máquinas de indução trifásicas e de nove fases frente a fases abertas no estator e calcular novas correntes de fase. Como resultados, mostrou-se que a máquina multifásica produz campo magnético girante ainda sob falta, enquanto a trifásica cria um campo apenas pulsante. Como contribuição, propôs-se ainda alteração das correntes de fase da máquina (aumento homogêneo de 60% e com alterações na fase angular) quando operando com fases abertas para minimização dos efeitos da falta. Conclui-se que as máquinas multifásicas são uma alternativa que aumenta a confiabilidade dos acionamentos elétricos.
Palavras-chave
Máquinas multifásicas. Elementos finitos. Faltas em acionamentos elétricos
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