SIMULAÇÃO DE UM MOTOR ELÉTRICO EM QUE O ESTATOR FOI SUBSTITUIDO POR MATERIAIS PRODUZIDOS COM PROCESSO DE METALURGIA DO PÓ

Autores

  • Rafael Francisco Niada Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • Moisés de Matos Dias Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale
  • Ricardo Martins de Martins Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale
  • Patrice Monteiro de Aquim Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale
  • Lírio Schaeffer Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Depto. de Metalurgia, PPGEM, UFRGS

DOI:

https://doi.org/10.25112/rco.v2i0.181

Palavras-chave:

Materiais magnéticos macios, metalurgia do pó, núcleo de máquinas elétricas, simulação por elementos finitos, motor elétrico.

Resumo

Este trabalho tem por objetivo a simulação de um Motor Síncrono Trifásico com Ímãs Permanentes, onde o núcleo do estator é obtido a partir dos processos de Metalurgia do Pó (M/P). Inicialmente confeccionaram-se corpos de prova de ferro puro, mas também com outros elementos, como o Fe-P, Fe-Si e Fe-Ni; estes materiais foram compactados em prensa hidráulica e sinterizados em fornos com temperaturas controladas, em seguida submetidas a ensaios de propriedades físicas que compreendem as grandezas magnéticas adquiridas em curvas de histerese e também a resistividade elétrica. Com os dados obtidos realizaram-se simulações de funcionamento onde se pesquisou o fluxo de entreferro e torque para cada material observado, possibilitando desta forma a comparação com o motor que possui estator convencional de chapas.

Palavras-chave: Materiais magnéticos macios, metalurgia do pó, núcleo de máquinas elétricas, simulação por elementos finitos, motor elétrico.

Biografia do Autor

Rafael Francisco Niada, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Mestre, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica. (LdTM), Depto. de Metalurgia, UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil. Fone: (51) 35245784, e-mail:rafael.niada@ig.com.br

Moisés de Matos Dias, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale

Dr. Eng. Prof. Depto. Eng. Eletrônica e Mestrado em Tecnologia de Materiais. Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale, Campus II. RS 239, 2755 – CEP 93352000 – Novo Hamburgo – RS – Brasil Fone: (51) 35868800 Fax: (51) 35868836 – e-mail: moisesdias@feevale.br

Ricardo Martins de Martins, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale

Mestrado Profissional em Tecnologia de Materiais e Processos Industriais

Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale, Campus II

RS 239, 2755 – CEP 93.352-000, Novo Hamburgo, RS, Brasil

Fone: (51) 3586.8800 – Fax: (51) 3586.8836 – e-mail: ricardomartins@feevale.br

Patrice Monteiro de Aquim, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale

Mestrado Profissional em Tecnologia de Materiais e Processos Industriais Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale, Campus II RS 239, 2755 – CEP 93.352-000, Novo Hamburgo, RS, Brasil Fone: (51) 3586.8800 – Fax: (51) 3586.8836 – e-mail: patrice@feevale.br

Lírio Schaeffer, Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Depto. de Metalurgia, PPGEM, UFRGS

Dr. - Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Depto. de Metalurgia, PPGEM, UFRGS. Av.: Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil.e-mail: schaefer@ufrgs.br

Referências

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM A773 / A773M – 01: Standard Test Method for dc Magnetic Properties of Materials Using Ring and Permeameter Procedures with dc Electronic Hysteresi graphs. West Conshohocken: ASTM, 2009.

BAS, J. A.; PUIG, J.; MOLINS, C. B. Soft Magnetic Materials in P/M: Current Applications and State-of-the-Art. Modern Developments in Powder Metallurgy, Princeton, New Jersey. Metal Powder Industries Federation, v.18, 1988, p.745-756.

BITTENCOURT, S. D. Caracterização de Ligas Magnéticas Sinterizadas para Aplicação em Núcleos de Máquinas Elétricas Rotativas. Dissertação de Mestrado, UFRGS, 2012, 90 p.

BORDIGNON, W. C. et al. Simulação em Software de Elementos Finitos de Máquinas Elétricas Rotativas com Núcleos Sintetizados a Partir da Liga Fe-Si. 30o SENAFOR, 7 o Encontro de Metalurgia do Pó, 1ª Conferência Internacional de Metalurgia do Pó, ANAIS,1ª ed., Ed. Prof. Dr. Eng. Lírio Schaeffer ; Prof. Dr. Alexandre da Silva Rocha, 2010, p. 271.

DEL TORO, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas. Ed. Livros Técnico Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro,1994. 550p.

FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, Jr. C.; UMANS, S. D. Electric Machinery. New York, McGraw-Hill Inc, 1990. 599p.

GERMAN, R. M. Powder Metallurgy Science. New Jersey, Metal Powder Industries Federation, 1984, 279p.

HANEIJO, F. G.; PHAN, H. G. Powder metallurgy materials for AC magnetic applications. Washington, D. C.: Presented at PM TEC, 96 World Congress, June 16-21, 1996.

JAHNS, T. et al. Permanent Magnet Machines and Drives: Principles, Design and Applications. Course, Department of Engineering Professional Development, University of Wisconsin-Madison, 2009.

JAMES, B. A.; WILLIANS, G. Review of the Magnetic Properties of Sintered Iron. Powder Metallurgy, v.22, n.2, 1979. p.75-85.

JANSSON, P. Soft Magnetic Materials for A.C. Applications. Höganas A.B., HoeganesSwed, Powder Metallurgy, v.35, n.1, 1992.p.63-66.

JILES, D. Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. London, Chapman and Hall, 1991. 440p.

KRAUS, J. D.; CARVER, K.R. Eletromagnetismo. R. Janeiro, Guanabara, 1978. 780p.

KRAUSE, R. F.; BULARZIK, J. H.; KOKAL, H. R. New Soft Magnetic Material for AC and DC Motor Applications Magnetics Inc, Burns Harbor, IN, USA., Journal of Materials Engineering and Performance, v.6, n.6, Dec. 1997. p.710-712.

LALL, C. The Effect Sintering Temperature and Atmosphere on the Soft Magnetic Properties of P/M Materials, Advances in Powder Metallurgy, v.3, 1992.

LALL, C.; BAUM L. W. High Performance Soft Magnetic Components by Powder Metallurgy and Metal Injection Molding. Modern Developments in P/M, v.18, 1998. p.363-389.

LANDGRAF, F. J. G.; PLAUT, R. L. Efeito do Tamanho de Grão na Permeabilidade Magnética Máxima da Liga Ferro 47,5% Níquel, Metalurgia. ABM, v.45, n.380, 1989. p. 677-681.

LUBORSKY, F. E.; LIVINGSTON, J. D.; CHIN, G. Y. Magnetic Properties of Metals and Alloys. Physical Metallurgy. Amsterdam: Elsevier Science, 1996.

LENEL, F. V. Magnetic Applications. Metals Hadbook, v.7, 1984, p.638-641.

MORO, N.; AURAS, A. P. Metalurgia do Pó e o futuro da indústria. Florianópolis: Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina, Curso Técnico de Mecânica Industrial, 2007. 28 p.

MOYER, K. H. The Effect of Proposity on the Properties of Iron Compacts. Riverton, N. J. Hoeganes Corporation, 1980.

NARASIMHAM, K.; HANEJKO, F.; MARUCCI, L. Growth Opportunities with Soft Magnetic Materials. Washington, D. C.: Höganas Corporation, 2008. 9 p.

NASAR, S. A. Handbook of Electric Machines. New York, McGraw-Hill, 1987, 217p.

SMITH. W. F. Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. 3a ed., Ed. McGRAW-HILL, 1998.

SIQUEIRA, D. S.; ANDRADE, D. A. Projeto e Simulação de Um Motor de Corrente Contínua sem Escovas, XII Seminário de Iniciação Científica, 2008, 10f.

TEIXEIRA, F. H. P. Metodologia para Projeto, Construção e Ensaios em Máquinas Síncrona a Ímã Permanente – MSIP. Dissertação de Mestrado, Escola de Engenharia de São Carlos – USP, 2006. 142p.

YEDAMALE, P. Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals, Microchip AN885, 2003.

Downloads

Publicado

2015-11-10

Como Citar

Niada, R. F., Dias, M. de M., de Martins, R. M., de Aquim, P. M., & Schaeffer, L. (2015). SIMULAÇÃO DE UM MOTOR ELÉTRICO EM QUE O ESTATOR FOI SUBSTITUIDO POR MATERIAIS PRODUZIDOS COM PROCESSO DE METALURGIA DO PÓ. Revista Conhecimento Online, 2, 35–49. https://doi.org/10.25112/rco.v2i0.181

Edição

v. 2 (2015): Julho / Dezembro

Seção

Artigos Livres

Licença

• Os autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação com o trabalho licenciado sob a Licença Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

• Os autores são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal), pois isso pode aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.