Enrolamentos de motores de indução trifásicos utilizando a teoria da modulação de pólos

Abstract

O presente trabalho aborda o estudo sobre enrolamentos para máquinas elétricas girantes, com foco no princípio da modulação dos pólos de um enrolamento, mais conhecido na indústria como PAM (Pole Amplitude Modulation). O estudo é dividido em partes, destacando-se: apresentação dos conceitos de enrolamentos para máquinas elétricas girantes, visando definir algumas nomenclaturas e equações na área de bobinagem; a variação de velocidade de uma máquina de indução através de comutações no(s) enrolamento(s), dando uma ênfase maior ao estudo do PAM. O trabalho procura compreender a física de se obter duas polaridades com um único enrolamento. Para validar o estudo, foram construídos dois protótipos, cada um utilizando uma configuração do enrolamento PAM. Os protótipos têm como objetivos: verificar a dupla polaridade; comparar a performance entre as duas configurações de PAM; e comparar com outros métodos de variação de velocidade. Os resultados obtidos comprovaram a aplicabilidade do PAM, comutando de uma polaridade para outra apenas alterando as conexões nos terminais do motor. Foi realizada uma comparação econômica do PAM com outras formas de variação de velocidade, onde o PAM se mostrou uma alternativa viável para cargas parabólicas que necessitam de variação de velocidade. This dissertation describes the theory of Pole Amplitude Modulation, commonly known in the industry as PAM. This concept is applied to windings of electrical rotating machines. The study is divided into subjects, such as: basic concepts and definitions of windings, and speed change of induction machines by switching the leads connections, with special importance to the PAM winding. The main objective of this study is to understand the feasibility of obtaining two polarities at one single winding. In order to validate the theory, two prototypes were manufactured, each one using one configuration of PAM. The experiments intend to verify the double speed and to compare the performance of the two presented configurations of PAM. The obtained results were satisfactory, with the prototypes presenting the double speed by simply switching the leads connections. An economical evaluation was made comparing the PAM to other methods of speed variation, where PAM is presented as a feasible alternative for parabolic loads which needs speed variation.