Estimação de parâmetros de modelos de gaiola simples, dupla e tripla de máquinas de indução a partir de dados de catálogo

Abstract

Este trabalho aborda a estimação dos parâmetros dos circuitos equivalentes de gaiola simples, dupla e tripla de máquinas de indução utilizando dados de catálogo, tais como corrente de partida, corrente nominal, corrente em vazio, torque de partida, torque má- ximo, torque nominal, rendimento nominal e fator de potência. Inicialmente, é proposto um problema de otimização que relaciona as expressões de regime permanente dos circuitos equivalentes com os dados de catálogo, cuja solução define os parâmetros estimados. Após, é feita a comparação entre as grandezas calculadas analiticamente usando as expressões dos circuitos equivalentes com os parâmetros estimados e as grandezas descritas no catálogo. Por fim, a última etapa de validação envolve a simulação dinâmica dos modelos de gaiola simples, dupla e tripla comparada com dados experimentais de partida em vazio dos motores testados. A principal contribuição dos resultados apresentados nessa dissertação é a possibilidade de utilizar os parâmetros estimados nas equações do modelo d-q da máquina de indução para reproduzir o comportamento dinâmico das correntes do estator durante o transitório da partida e em regime permanente utilizando diferentes circuitos equivalentes. Resultados experimentais de mais de 200 máquinas de indução demonstram que o método proposto fornece estimativas dos parâmetros que, quando utilizadas nos modelos de gaiola dupla e tripla, permitem uma reprodução mais acurada do comportamento real de máquinas de indução.

This work addresses the parameter estimation of single-, double- and triple-cage models of induction motors using manufacturer data, such as starting current, rated current, no-load current, starting torque, maximum torque, rated torque, efficiency and power factor. Initially, an optimization problem is proposed that relates the steady-state expressions of the equivalent circuits with the manufacturer data, whose solution defines the estimated parameters. Then, a comparison is made between the quantities calculated analytically through the equivalent circuit expressions using the estimated parameters and the manufacturer data quantities. Finally, the last validation step consists of a comparison of dynamic simulation results obatined with the single-, double-, and triple-cage models with the measured no-load starting current data of all the tested motors. The main contribution of the results presented in this dissertation is the possibility of using the parameters estimated in the equations of the d-q model of the induction machine to reproduce the dynamic behavior of the stator currents during the transient of the startup and in the steady state using different equivalent circuits. Experimental results from over 200 induction motors demonstrate that the proposed method provides parameters that when used in the double- and triple-cage models, allow accurate prediction of the dynamic behavior of induction motors.