À medida que os motores elétricos se tornam mais onipresentes em nossas vidas cotidianas, encontrados em praticamente tudo que usamos de automóveis a utensílios de cozinha e dispositivos inteligentes conectados a IOT, é mais importante do que nunca entender as características da máquina, técnicas de controle modernas e interações associadas drives eletrônicos que alimentam esses objetos. As ferramentas baseadas em computador para estimar parâmetros e desempenho da máquina podem acelerar consideravelmente o entendimento de um projetista sobre quando diferentes premissas de controle e projeto de máquina são aplicáveis, e como essas suposições são bem-sucedidas quando os limites de desempenho são abordados.

Este curso se concentra na análise e projeto de motores elétricos, geradores e sistemas de acionamento, com ênfase especial no projeto de máquinas para acionamentos elétricos, incluindo acionamentos de tração, motores de acionamento para manufatura automatizada (robôs), manuseio de materiais e motores de acionamento para automóveis , sistemas de propulsão marítimos e de aeronaves. Os participantes ganharão extensa exposição prática através de exercícios de laboratório baseados em computador usando o MATLAB e uma sessão de construção de hardware em nossos laboratórios de instrução.

Os exercícios incluirão investigar o desempenho da máquina conforme afetado por medidas de projeto, como seleção da contagem de pólos e ranhuras, detalhes de enrolamento, como distribuição de curvas, perfis de ranhura da máquina de indução, otimização de ímãs e outras medidas de projeto. Usaremos ferramentas de simulação baseadas em computador para discutir estratégias de controle para os diferentes tipos de máquinas e técnicas de otimização de endereço, incluindo design de motor correspondente aos requisitos de desempenho. Ao longo do curso, apresentaremos considerações de desempenho, trade-offs e abordagens de design e forneceremos acesso a instalações de computadores e rotinas de análise serão fornecidas para prática em análise e projeto de máquinas.

Veículos elétricos estão usando máquinas elétricas para propulsão e recuperação de energia. Uma máquina elétrica pode ser de dois tipos: motor e gerador. A motor elétrico converte energia elétrica em energia mecânica, enquanto um gerador elétrico converte energia mecânica (cinética) em energia elétrica.

O conteúdo inclui: Construção e função de motores elétricos, Tipos de motor, Motores CA princípio básico, Motores síncronos, Motores de corrente contínua, Motor comutado eletronicamente, Motor de relutância comutada, Eficiência do motor, Sistema de controle, Controle de potência, Sensores, Bateria

Recomendado para: Técnicos, Alunos, Treinadores Técnicos e Assessores

Comparado a um motor de combustão interna, um motor elétrico tem várias vantagens. Alguns deles são descritos na tabela abaixo.

CaracterísticaMotor de combustão interna
(GELO)
Máquina elétrica
(EM)
Número de peças móveisMuito altoBaixo
ConfiabilidadeModeradoAlto
Eficiência [%]Baixo
(menor que 45)
Alto
(mais que 90)
BidirecionalNão
(não pode girar e gerar torque no sentido inverso)
Sim
(pode girar e gerar torque também ao contrário)
Recupperação de energiaNãoSim
Densidade de potência [kW / kg]Baixo
(por exemplo, aprox. 0.7 Chevrolet V8 Turbo Diesel)
Alto
(por exemplo, aprox. 1.4 Toyota Prius BLDC *)
Saída de torque paradoNãoSim
Ruído, vibraçõesModeradoBaixo
Poluentes de gases de escapeAlto
(CO, HC, NOx, PM)
nenhum

* Motor elétrico sem escova da CC

Ao projetar a partir do zero um veículo elétrico ou ao fazer uma conversão (motor de combustão interna para máquina elétrica), há duas opções para o trem de força:

  • projetar uma construir a máquina elétrica
  • integrar máquinas elétricas já existentes

A primeira opção só faz sentido para o volume elevado, produção em massa de veículo elétrico. Projetar e fabricar uma máquina elétrica requer muito financiamento, conhecimento e tempo. Para OEMs de veículos elétricos (por exemplo, Tesla, Renault-Nissan, etc.), faz sentido projetar e fabricar as máquinas elétricas, já que o custo total é menor e elas têm controle sobre as especificações técnicas.

PROGRAMA DE ESTUDOS:

  1. V –I características dos motores BLDC, PMSM, PMDC e Indução.
  2. Cálculos de projeto de BLDC
  3. Fundamentos da BLDC
  4. Explicação de partes do BLDC
  5. Materiais utilizados para fabricar peças para motores BLDC
  6. Tecnologia do motor BLDC
  7. Diferença entre BLDC e outros motores
  8. Procedimento generalizado passo a passo do projeto do BLDC
  9. Características de velocidade de torque do BLDC
  10. Comparação das características de velocidade de torque do motor BLDC com outros motores
  11. Cálculo do tamanho do fio, resistência e indutância / fase do BLDC
  12. Vantagens e desvantagens e aplicações dos motores BLDC
  13. Torque do BLDC
  14. Características de torque de velocidade de PMSM e motor de indução
  15. Vantagens, desvantagens e aplicações do PMSM e do motor de indução

Durante a primeira década do 1900s, Por cento 38 Todos os carros nos Estados Unidos eram movidos a eletricidade, uma parcela que praticamente caiu para zero quando o motor de combustão interna subiu ao domínio dos 1920s. O esforço de hoje para economizar energia e reduzir a poluição deu vida nova ao carro elétrico, mas seu alto custo e alcance limitado de viagens se combinam para manter os números de vendas baixos.

A maioria das tentativas de resolver esses problemas envolve melhorando as baterias. É claro que melhores sistemas de armazenamento elétrico - sejam baterias ou células de combustível - devem continuar a fazer parte de qualquer estratégia para melhorar os veículos elétricos, mas há muito espaço para melhorias também em outro componente fundamental do veículo: o motor. Nos últimos quatro anos, temos trabalhado em um novo conceito para um motor de tração elétrica, o tipo usado em carros elétricos e caminhões. Nosso design mais recente melhora bastante a eficiência em comparação com os projetos convencionais - o suficiente para tornar os veículos elétricos mais práticos e acessíveis.

REFERÊNCIAS DE PESQUISA:
[1] https://cdn.borgwarner.com/technologies/electric-drive-motors/hvh-series-electric-motor
[2] J. Larminie, J. Lowry, Explicação da Tecnologia de Veículos Elétricos, John Wiley & Sons, 2003

  1. Projeto EV - motores elétricosx-engenheiro
  2. Os segredos de carros elétricos e seus motores: não é tudo sobre a bateria, pessoal
  3. Projeto e fabricação de veículo elétrico autotransportado
  4. Shut Up sobre as baterias: a chave para um carro elétrico melhor é um motor mais leve

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