Estudo do comportamento térmico do motor de indução trifásico

Atualmente, os motores elétricos desempenham um papel muito importante no mercado industrial, destacando-se sobretudo os motores de indução. Contudo, as condições de operação destes motores podem não ser benéficas para o seu normal funcionamento, dando assim origem a perdas energéticas acrescidas, que degradam os materiais do motor, podendo até levar à ocorrência de avarias, as quais poderão influenciar todo o sistema de produção de uma indústria. Neste contexto, esta dissertação tem como ponto fulcral a análise e o estudo do comportamento térmico de um motor de indução, para o seu funcionamento em regime nominal. Este estudo será efetuado através da modelação computacional através do método de elementos finitos (na terminologia inglesa Finite Element Method - FEM), que será efetuada com recurso a dois softwares: o Flux2D (Cedrat) e o SOLIDWORKS 3D 2015 Student Edition (Dassault Systèmes). A modelação computacional inicialmente foca-se no estudo magnético do funcionamento em regime permanente do motor. Tendo em conta a influência dos materiais e da estrutura do circuito elétrico e magnético, são calculados os valores das perdas do motor. Posteriormente, estes resultados são usados para o estudo térmico do mesmo motor, em regime transitório, numa perspetiva bidimensional. Esta abordagem permite, de seguida, a modelação e simulação tridimensional do motor. Por fim, são efetuados ensaios experimentais num motor de indução trifásico de gaiola de esquilo. Os dados experimentais obtidos com recurso a quatro sensores de temperatura (PT100), permitirão realizar uma comparação com os resultados obtidos através das simulações computacionais. A aquisição de dados experimentais é efetuada através de um software desenvolvido na linguagem de programação LabView.Nowadays, electric motors play a very important role in the industrial market, being induction motors the most used ones. However, these motors quite often operate under rough conditions, giving rise to increased power losses which degrade the motor components and, in some cases, may cause faults that lead to a negative impact in a factory production system. In this context, this thesis intends to analyze and study the thermal behavior of an induction motor, operating under rated conditions. This study will be carried out using computational modeling through the Finite Element Method (FEM), which will be performed using two software types: the Flux2D (Cedrat) and the SOLIDWORKS 2015 Student Edition (Dassault Systèmes). The computer modeling initially focuses on the induction motor magnetic behavior, operating under rated steady state conditions. Taking into account the materials influence and the electric and magnetic circuits, the motor power losses are calculated. Then, these values are used for the two-dimensional motor transient thermal study. Thereafter, this approach allows for the induction motor three-dimensional modeling and thermal simulation. Finally, experimental tests were conducted using a squirrel-cage three-phase induction motor. Four temperature sensors (PT100) were used to obtained experimental data, allowing to establish a comparison with the obtained data through the simulation. Data acquisition is performed using a software developed in the LabVIEW programming language