O projeto busca investigar os motores elétricos, de pequeno e grande porte, utilizados principalmente em eletrodomésticos e realizar uma análise energética e térmica dessas máquinas. O objetivo específico principal, do ponto de vista tecnológico, é desenvolver ferramentas computacionais capazes de investigar efeitos térmicos locais, assim como os transientes oriundos do funcionamento de um motor elétrico. Estes modelos irão permitir a criação de "protótipos térmicos virtuais" de motores que reproduzem adequadamente a interação entre os parâmetros térmicos e elétricos.

Estes modelos desenvolvidos destinam-se a serem usados como parte de uma análise integrada. Especificamente, eles foram concebidos de tal modo que prediz a distribuição das perdas dentro do motor. Estas perdas são introduzidas em um modelo térmico que por sua vez é usado para calcular as temperaturas em localizações diferentes dentro da máquina. As saídas de temperatura a partir do modelo térmico são então utilizadas como parâmetros de entrada para o modelo elétrico (que afetam as resistências do estator e do rotor) e a nova perda do motor pode então ser recalculada.

O modelo térmico consiste em um circuito térmico equivalente, que envolve a combinação de parâmetros térmicos globais com parâmetros térmicos distribuídos nas diferentes partes da máquina. Estes parâmetros são obtidos a partir de dados geométricos, materiais e características do escoamento, como capacitâncias e condutividades térmicas, coeficientes de transferência de calor; além disso, é muito importante para compreender a distribuição das perdas internas (fontes de calor) envolvidas na máquina.

O objetivo do modelo elétrico é prever a resposta eletromagnética do motor, como o torque instantâneo, correntes, rotação, e geração de suas perdas como uma função da tensão aplicada e das condições de carga. No modelo elétrico, a dinâmica da máquina é descrita por um conjunto de equações diferenciais não lineares. A fim de obter as características dinâmicas, é necessário acoplar o torque eletromagnético com a velocidade de rotação do motor, de modo que o torque eletromagnético produzido seja suficiente para superar o torque de carga imposto pela inércia do sistema e perdas (ex. Arrasto e atrito).

Portanto, o comportamento térmico e elétrico do motor é o resultado de um fenômeno complexo e interligado. A linguagem Modelica tem sido utilizada como metodologia de solução deste problema multidisciplinar transiente, é uma linguagem orientada a objetos que permite a modelagem de sistemas mecânicos, elétricos, térmicos, controle e outros. O uso da linguagem Modelica para a modelagem de sistemas térmicos é algo novo nos trabalhos realizados no POLO. Além disto, do ponto de vista acadêmico, esta forma de modelagem é uma grande ferramenta de aprendizagem e transmissão de conhecimento sobre o problema proposto.


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