Concepção e desenvolvimentode um novo accionamento linear de alto desempenho pa...

• Autor(es): Espírito Santo, António Eduardo Vitória do
• Data: 2008
• Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.6/675
• Origem: Ubi Thesis - Conhecimento Online
• Assunto(s): Actuador Linear de Relutância Comutado; Simulação; Modelo Estático; Conversor de Potência; Controlo de Posição; Modelo Dinâmico
• Tipo de Documento: Tese de Doutoramento

Descrição

A temática do accionamento linear de relutância variável comutado é abordada neste trabalho procurando-se soluções destinadas a aplicações de posicionamento. A investigação em actuadores lineares e respectivas metodologias de controlo, comando e regulação, tem uma larga aplicabilidade em processos industriais que requeiram precisão a nível do posicionamento. Esta especificidade exige requisitos e abordagens muito próprios. É já hoje comum encontrar aplicações que recorrem, com grande vantagem, à utilização de actuadores lineares. Neste enquadramento, o trabalho apresentado neste documento descreve o estudo das diferentes temáticas necessárias ao alcance dos resultados pretendidos. O processo de conversão de energia nos actuadores de relutância é abordado, permitindo identificar quais os parâmetros envolvidos. Sendo a força a manifestação final do processo de conversão de energia eléctrica em energia mecânica, são introduzidas as bases de diferentes métodos de análise que permitem determinar a força de tracção produzida pelos actuadores de relutância variável comutados. Um solenóide é usado como elemento de estudo, resultando modelos de análise dinâmica e estática que, após a introdução de pequenas adaptações, são aplicados a dispositivos lineares de relutância variável comutados. Desta análise fica também patente a influência da geometria polar no desempenho do dispositivo. Outro aspecto que ressalta do estudo realizado é a forte não linearidade, e a dependência do actuador da corrente que circula nos seus enrolamentos e da posição relativa entre o primário e o secundário. No seguimento das constatações anteriores, são analisadas e estudadas diferentes configurações geométricas da região polar. Os resultados obtidos são aplicados na construção de um protótipo de um actuador linear de relutância variável e respectivo conversor de potência. As metodologias para controlo da posição devem levar em consideração a natureza não linear do dispositivo. Nesse sentido, são investigadas duas estratégias de controlo diferentes. A primeira, concretiza a estratégia de controlo recorrendo a posições armazenadas na memória do processador para activação e desactivação das várias fases, enquanto que a segunda impõe um regime de funcionamento em modo de deslizamento através do qual a posição é controlada, e o balanceamento das forças de tracção produzidas por duas fases em simultâneo permite posicionar o primário do actuador com grande precisão.