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Título: Estimação dos parâmetros elétricos de um motor de indução trifásico utilizando suas curvas de desempenho
Autor(es): Ferri, Igor Vinicius Fornazieri
Orientador(es): Castoldi, Marcelo Favoretto
Palavras-chave: Sistemas de energia elétrica - Estimação de Estado
Motores elétricos de indução
Algoritmos
Electric power systems - State estimation
Electric motors, Induction
Algorithms
Data do documento: 29-Nov-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Citação: FERRI, Igor Vinicius Fornazieri. Estimação dos parâmetros elétricos de um motor de indução trifásico utilizando suas curvas de desempenho. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2018.
Resumo: Os motores de indução trifásicos estão presentes nos mais diversos setores da indústria, sendo responsáveis por aproximadamente 30% do consumo de energia elétrica do Brasil. Para o correto acionamento e controle do motor é necessário o conhecimento dos valores de seus parâmetros, porém estes podem não ser diretamente fornecidos pelos fabricantes. O método mais usual para a obtenção desses valores é através de ensaios, a vazio e o de rotor bloqueado. Estes testes são normatizados e podem haver discrepâncias entre as normas. A fim de simplificar e automatizar o processo de estimação dos parâmetros, este trabalho propõe a implementação de um algoritmo de evolução diferencial para estimar os parâmetros de um motor de indução trifásico, utilizando dados de catálogos fornecidos pelos fabricantes. Para a validação do método foram realizados a estimação utilizando quatro modelos, combinando duas modelagens matemáticas e duas configurações de circuito, porém os parâmetros de controle dos algoritmos foram os mesmos para os quatro cenários. O modelo de circuito e modelagem mais simples, ou seja, desconsiderando a resistência de perdas no núcleo e as perdas suplementares, foi o que apresentou o melhor resultado, no caso, o menor tness dentre os quatro modelo, apresentando erros menores que 3% em relação às grandezas conhecidas, retiradas por meio das curvas de desempenho do motor. Em nenhum dos casos, o erro em relação a alguma grandeza foi superior a 5%. Através da análise dos parâmetros, foi possível verificar o comportamento dos parâmetros e a distribuição da potência através do circuito equivalente. Este trabalho apresentou também como esses parâmetros se comportam quando o mesmo está sendo acionado por uma tensão não senoidal e também, trabalhando fora das condições nominais, com tensão e frequência reduzida e então, comparando o que foi obtido computacionalmente com o que foi medido em laboratório.
Abstract: Induction motors are present in a wide range of industrial sectors, being responsible for almost 30% of Brazil's electricity consumption. For the correct motor's drive and control it is required know its parameters values, however, the manufacturers usually do not present directly these parameters. The most usual method to obtaining these values is through tests, no-load test and locked rotor test. These tests are standardized but there may be unconformity between the standards. In order to simplify and automate the parameters estimation, this work proposes the use of a diferential evolution algorithm to estimate the electrical parameters of a three-phase induction motor, using data provided by the manufacturer's datasheet. For the validation of the method, the estimation was made using four models, combining two mathematical models and two circuit con gurations, but the control parameters of the algorithms were the same for the four scenarios. The simplest circuit and modeling model, excluding core loss resistance and supplemental losses was the one that presented the best result, in this case, the smallest tness of the four models, presenting errors less than 3% in relation to the known electrical magnitude, obtained through the motor performance curves. In none of the cases, the error for some magnitude was greater than 5%. Through the analysis of the parameters, it was possible to verify the behavior of the parameters and the power distribution through the equivalent circuit. This work also presented how these parameters behave when a non-sinusoidal voltage is driving it, also, working outside the nominal conditions, with reduced voltage and frequency, and then comparing what was obtained computationally with what was measured in laboratory.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27375
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