Study of the three-phase induction machine operating with unbalanced and distorted voltages

This work applies harmonic distortions and voltage unbalances at the supply voltage of threephase induction motor in order to analyze the behavior of voltages and currents under such scenarios and calculates power, distortions and power factors for these simulations on the motor free of load. This analysis is important because the motors consume a large part of the electric energy generated and these are directly affected by the poor quality of energy. Definitions of voltage unbalances and harmonic distortions are presented, besides to the normative aspects that regulate the acceptable limits for these disturbances on the power grid. In the sequence, the modified equivalent model of three-phase induction motor is presented and the effects that it suffers are mentioned, such as increase in temperature, decrease in performance and reduction of life cycle. Then, some power calculation studies are analyzed under unbalances and harmonic distortions. Besides that, the motor equivalent model parameters are corrected. Finally, details are given of the elements used on the data acquisition bench and the results obtained for each of the tests.Dissertação (Mestrado)Este trabalho aplica distorções harmônicas e desequilíbrios na tensão de alimentação do motor de indução trifásico afim de analisar o comportamento das tensões e correntes diante de tais cenários, e calcula potências, distorções, fatores de potências para tais simulações no motor a vazio. Esta análise é importante visto que os motores consomem grande parte da energia elétrica gerada e esses são diretamente afetados pela má qualidade da energia. Apresenta-se as definições de desequilíbrios e distorções harmônicas, além dos aspectos normativos que regulamentam os limites aceitáveis para esses distúrbios na rede elétrica. Na sequência demonstra-se o modelo equivalente modificado do MIT diante das situações analisadas e também cita-se os efeitos que este sofre, tais como: aumento de temperatura, diminuição do rendimento e redução de vida útil. Posteriormente analisa-se alguns estudos de cálculo de potências diante de desequilíbrios e distorções harmônicas. Além disso, tem-se a correção dos parâmetros do modelo equivalente do MIT. Por fim, tem-se o detalhamento dos elementos utilizados na bancada de aquisição de dados e os resultados obtidos para cada um dos ensaios