Operação de motores de indução trifásicos alimentados por tensões desbalanceadas sob o enfoque do rendimento

Abstract

A presente dissertação aborda a operação de motores de indução trifásicos alimentados por tensões desequilibradas, principalmente no que concerne ao rendimento destes equipamentos. Primeiramente é realizada uma apresentação da teoria das componentes simétricas que norteia as análises de sistemas polifásicos desequilibrados. Em seguida, são expostas as definições de quantificação do nível de desbalanceamento de tensão. Posteriormente, detalhes sobre motores de indução trifásicos são apresentadas com o intuito de contextualizar o leitor aos conceitos técnicos utilizados neste trabalho. Além disso, apresenta-se o estado da arte do estudo da operação de motores de indução trifásicos alimentados por tensões desequilibradas. Adicionalmente, construiu-se um banco de dados com medições realizadas em 244 motores instalados em quatro plantas do setor industrial brasileiro com a intenção de estimar o consumo de energia e o custo excedente em razão do desequilíbrio de tensões. Finalmente foram realizados ensaios em um motor em bancada sob diferentes níveis e tipos de desbalanceamento de tensões com o intuito de obter a redução do rendimento de um MIT em função do desequilíbrio de tensões. Estes resultados foram comparados com simulações realizadas utilizando o modelo em regime permanente de um MIT.<br>

Abstract : This master's thesis approaches the operation of three-phase induction motors when powered by unbalanced voltages, especially with regard to its efficiency. Initially, the theory of symmetrical components is presented, that guides the analysis of unbalanced polyphase systems. Then, the definitions of voltage unbalance level are showed. Later, generalities about induction motors are presented in order to contextualize the reader to the technical concepts used in this work. In addition, this thesis presents the state of the art of the operation study of induction motors powered by unbalanced voltages. Additionally a database of measurements performed on 244 motors installed in four plants in the Brazilian industrial sector, was build, in order to estimate the excess energy consumption and the excess cost due to the voltage unbalance. Posteriorly, tests were performed in a three-phase induction motor at different types and levels of voltage unbalance, in order to determine the efficiency reduction of this motor in these conditions. The results were compared with simulations using the steady state model of a three-phase induction motor.