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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.3.2018.tde-20092018-100641
Document
Auteur
Nom complet
Daniel Augusto Prudente Corrêa
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2018
Directeur
Jury
Nabeta, Silvio Ikuyo (Président)
Paula, Pedro Pereira de
Pavani, Ahda Pionkoski Grilo
Silva, Viviane Cristine
Teixeira, Julio Carlos
Titre en portugais
Metodologia para a redução da vibração e da ondulação de torque de um motor de relutância chaveado especial a partir do uso de simulações multifásicas e de algoritmos genéticos.
Mots-clés en portugais
Algoritmos genéticos
MEF
Metodologia
Motor de Relutância Chaveado (MRC)
Ondulação de torque
Simulações multifísicas
Vibrações
Resumé en portugais
A finalidade inicial deste estudo foi desenvolver um modelo computacional multifísico de um acionamento eletrônico, composto por um motor de relutância 4/2 bifásico, um conversor eletrônico de potência, um controlador, os componentes mecânicos estruturais do motor e os acoplamentos entre os diferentes domínios físicos. Para a implementação do modelo proposto, foram utilizados recursos de simulações numéricas e acopladas do MEF (Método dos Elementos Finitos) em uma plataforma de simulação multifísica, de modo a realizar acoplamento entre três áreas do conhecimento: circuitos elétricos, campos eletromagnéticos e componentes mecânicos estruturais e de vibração. Uma vez desenvolvido o modelo multifísico, este foi associado a um procedimento de otimização dos ângulos de disparo que utiliza um modelo de algoritmos genéticos e, como um conjunto, estes foram aplicados na redução da vibração e da ondulação de torque do motor de relutância chaveado, resultando em uma nova metodologia para a abordagem desses problemas. De modo a comprovar os resultados obtidos nas simulações, foram realizados diversos ensaios experimentais para a validação de cada etapa do desenvolvimento, tais como levantamento das formas de onda de tensão e correntes, ensaios de vibração, etc. Os modelos desenvolvidos foram testados em função de modificações realizadas tanto nos parâmetros de controle do acionamento, como também em função de modificações mecânicas estruturais na geometria do rotor.
Titre en anglais
Methodology for vibration and torque ripple reduction of special switched reluctance motor using multi-physis simulations and genetic algorithms.
Mots-clés en anglais
FEM
Methodology
Multi-physics simulations
Switched Reluctance Motor (SRM)
Torque ripple
Vibration
Resumé en anglais
The initial purpose of this study was developing a multi-physical computational model of a power electronic motor drive, composed to a 2-Phase Switched Reluctance Motor (SRM) 4/2, a power electronic converter, a controller, motor mechanical and structural components and the coupling among different physical domains. For implementing of the proposed model, it was used FEM (Finite Element Method) coupled and numerical simulations resources in a multi-physic simulation platform, in order to accomplish the coupling among the three areas of knowledge: electrical circuits, electromagnetic fields and structural and mechanics components and vibration. Once finished the multi-physical model, it was associated with a optimization procedure of firing angles which uses genetic algorithm model and, as a whole, it was applied on the SRM vibration and torque ripple reduction, resulting in a new methodology to approaching these problems. In order to prove obtained simulation results, it was carried out several experimental tests to validate each development stage, such as the voltage and currents wave forms mapping, vibration tests, etc. The developed models were tested as much function of drive control parameters as the rotor geometry mechanical and structural modifications.
 
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Date de Publication
2018-09-21
 
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