Contribuição ao projeto, modelagem, simulação e controle de motores de imãs permanentes e comutação eletronica de elevada potencia

Resumo: O projeto e construção de motores de imãs permanentes e comutação eletrônica de elevada potência têm sido objetos de vários estudos e já existem em operação vários protótipos dentre os quais alguns com potência da ordem de milhares de CV. Tal tipo de acionamento envolve um número maior de fases do que aquele utilizado em servomotores "Brusbless DC" além de utilizar arranjos diferentes para a eletrônica de potência. Este trabalho contribui para o aprimoramento das técnicas de projeto, modelamento, simulação e controle deste tipo de máquina. O modelo matemático desenvolvido incorpora os efeitos provocados pela gaiola amortecedora, avançando em relação aos modelos previamente existentes. As técnicas de projeto delineadas permitem calcular de maneira simples o desempenho de uma máquina a partir das suas dimensões básicas (no caso de um rotor magneticamente isotrópico). Os efeitos de reação do induzido são discutidos qualitativamente e quantitativamente. Detalha-se o controlador de corrente utilizado, comparando-o com outras alternativas técnicas existentes. A parte experimental deste trabalho foi realizado em uma máquina de 100 CV. As técnicas de modelamento, projeto e simulação foram aplicadas ao estudo desta máquina, permitindo comprovações experimentais. As contribuições apresentadas por este trabalho fornecem, em primeiro lugar, uma melhor compreensão deste tipo de máquina. Em segundo lugar, possibilitam o estudo de outras máquinas de imãs permanentes, eventualmente de potência superiorAbstract: The design and construction of permanent magnet converter-fed electronically commutated machines of large power has been the subject of many studies and there are already some of these drives, with power of thousands of HP, in service. This kind of drive involves more phases than usuaUy found in "Brushless DC Drives", and uses different configurations for the power electronic converters. This work contributes to the development of the design, modeling, simulation and control of this kind of machine. The mathematical model inc1udes the effects of the damper cage, improving previously existing models. The design technique enables the calculation, by simple means, of the machine behavior from its basic dimensions (in the case of a magnetically isotropic rotor). Armature reaction effects are discussed qualitatively and quantitatively. The current controller is examined, comparing it against other technical choices. The experimental work was done in a machine of 100 HP. The modeling, design and simulation techniques were applied to the study of this machine, enabling comparisons. The contributions presented by this work give, first of all, a better understanding of this kind of machine. Next, they tum possible the study of other permanent-magnet machines, eventually with larger power ratin