Modelagem de Um Motor Síncrono com Rotor Externo Utilizando o Software Elmer

Abstract

Um percentual elevado de toda energia elétrica consumida está relacionado com a aplicação de motores elétricos, principalmente, nas indústrias. Na etapa de projeto, uma das maneiras em se obter um motor eficiente é realizar seu dimensionamento e observar o desempenho teórico, utilizando um software baseado no método dos elementos finitos. Atualmente, o software livre FEMM é empregado para análises estáticas e em duas dimensões nas máquinas elétricas. No entanto, a necessidade de executar cálculos precisos das perdas, justificou-se análises no domínio do tempo. De acordo com essa necessidade, este trabalho apresenta a modelagem física e matemática de um motor rotativo síncrono com ímãs permanentes e rotor exerno em duas dimensões, utilizando o software Elmer, que é empregado em problemas multifísicos e publicado em código aberto. As atividades realizadas envolveram a aprendizagem da utilização dos softwares Gmsh (pré-processamento), Elmer (processamento) e Paraview (pós-processamento), executando os cálculos das grandezas elétricas e magnéticas de um motor rotativo de 250-500 W, aplicado à tração elétrica.

A high percentage of all electricity consumed is related to the application of electric motors, especially in industries. During the design stage, one way to obtain an efficient motor is to perform its sizing and observe its theoretical performance using a software based on the finite element method. Currently, free software FEMM is used for static and two-dimensional analysis of electric machines. However, the need to perform precise calculations of losses requires time-domain analysis. To address this need, this work presents the physical and mathematical modeling of a two-dimensional rotating motor using the software Elmer, which is employed in multi-physics problems and published as open-source code. The activities performed included using Gmsh software for pre-processing, Elmer software for processing, and Paraview software for post-processing, executing the calculations of the electrical and magnetic magnitudes of a 250-500 W rotating motor, applied to electric traction.