Estudo de fenômenos relacionados às correntes em mancais de máquinas elétricas assíncronas trifásicas

Abstract

O trabalho trata de fenômenos causadores de correntes de rolamento em máquinas elétricas assíncronas trifásicas acionadas através de conversores de frequência, tendo como principal objetivo fornecer uma estimativa das amplitudes dos patamares na tensão imposta no eixo. O procedimento de cálculo dos valores dos patamares é realizado em função dos valores das capacitâncias parasitas determinadas por parâmetros construtivos da máquina. Neste contexto, para avaliar o sistema completo do acionamento e do motor, são utilizados modelos de circuitos elétricos equivalentes de alta frequência, disponíveis na literatura, para o conversor de frequência, para o cabo de alimentação e para a máquina elétrica assíncrona trifásica. Formas de ondas de tensões de modo comum e de tensões impostas no eixo, empregando valores de parâmetros medidos e/ou determinados por dados construtivos da máquina, são obtidas via simulação do sistema. Realiza-se comparações com resultados experimentais. Na investigação experimental (obtenção dos valores das capacitâncias parasitas dos motores) e na validação das metodologias, utilizou-se duas máquinas elétricas assíncronas trifásicas, de 5,5 e 132 kW.

Abstract: The present work deals with phenomena that provoke bearing currents in three-phase asynchronous electric machines driven by frequency converters, having as the main goal to provide an estimation of the magnitude of the steps on the imposed shaft voltage. The procedure for calculating the magnitude values is performed according to the values of the parasitic capacitances, determined by the machine construction parameters. In this context, to evaluate the complete drive and engine system, high-frequency equivalent electrical circuit models, available in the literature, are used for the frequency converter, for the power cable, and for the three-phase asynchronous electric machine. Common mode waveforms and imposed shaft voltages are obtained via system simulation using measured parameter values and/or values determined by machine construction data. Comparisons with experimental results are made. Two three-phase asynchronous electric three-phase machines with an output power of 5.5 and 132 kW were used in the experimental research (acquisition of motor parasitic capacitances values) and methodologies validation.