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Metodologia de desenvolvimento de redes de relutâncias estáticas para geradores síncronos

This work presents a design approach of reluctance networks in order to calculate the direct and quadrature axis reactances of salient pole synchronous machines. The calculation of these reactances is essential for the design of synchronous generators, as they are used to calculate the voltage drop...

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Autor principal:	Moura, Vinicius de Oliveira
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Máquinas elétricas síncronas Método dos elementos finitos Rotores Geração distribuida de energia elétrica Campos magnéticos Indução eletromagnética Eletric machinery, Synchronows Finite element method Rotors Distributed generation of electric power Magnetic fields Electromagnetic induction CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29419
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id	riut-1-29419
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spelling	riut-1-294192022-08-27T06:07:03Z Metodologia de desenvolvimento de redes de relutâncias estáticas para geradores síncronos Methodology for development of static reluctance networks for synchronous generators Moura, Vinicius de Oliveira Bazzo, Thiago de Paula Machado https://orcid.org/0000-0002-4033-748X http://lattes.cnpq.br/6077469077785397 Carvalho, Elissa Soares de http://lattes.cnpq.br/9526428257596552 Magrin, Fabiano Gustavo Silveira https://orcid.org/0000-0002-9605-5975 http://lattes.cnpq.br/9621690093391286 Batistela, Nelson Jhoe https://orcid.org/0000-0002-7692-8820 http://lattes.cnpq.br/5387328100140459 Bazzo, Thiago de Paula Machado https://orcid.org/0000-0002-4033-748X http://lattes.cnpq.br/6077469077785397 Máquinas elétricas síncronas Método dos elementos finitos Rotores Geração distribuida de energia elétrica Campos magnéticos Indução eletromagnética Eletric machinery, Synchronows Finite element method Rotors Distributed generation of electric power Magnetic fields Electromagnetic induction CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica This work presents a design approach of reluctance networks in order to calculate the direct and quadrature axis reactances of salient pole synchronous machines. The calculation of these reactances is essential for the design of synchronous generators, as they are used to calculate the voltage drop due to the armature reaction, being essential to obtain the terminal voltage of the generator operating under load. There are three ways to calculate these reactances: finiteelement simulation, which requires a long processing time; analytical method, which presents low precision for machines with complex geometries; and reluctance network. There are few reluctance networks that present good accuracy for this purpose, mainly involving salient pole machines. For this reason, the reluctance networks developed in this work are intended to be simple, allowing easy reproduction; robust, representing machines with different dimensions; and accurate to provide adequate results. In addition, reluctance networks are more versatile than the finite element simulation method, as they are simpler to couple with optimization software. Obtained results were validated through electromagnetic simulation with finite element software. Finally, the methodology developed for the elaboration of reluctance networks for the calculation of direct and quadrature axis reactances can be ratified. Este trabalho apresenta um procedimento para o desenvolvimento de redes de relutâncias para calcular as reatâncias de eixos direto e em quadratura de máquinas síncronas de polos salientes. O cálculo destas reatâncias é imprescindível para o projeto de geradores síncronos, pois elas são utilizadas para calcular a queda de tensão devido à reação de armadura, sendo necessárias para se obter a tensão terminal do gerador operando em carga. Existem três modos de se calcular as estas reatâncias: simulação por elementos finitos, que requer grande tempo de processamento; método analítico, que apresenta baixa precisão para máquinas com geometrias complexas; e rede de relutâncias. Existem poucas redes de relutâncias que apresentam precisão aceitável para esta finalidade, principalmente envolvendo máquinas de polos salientes. Por este motivo, as redes de relutâncias desenvolvidas neste trabalho se propõem ser simples, para permitir fácil reprodução; robustas, para representar máquinas com dimensões distintas; e precisas, para fornecer resultados adequados. Além disso, as redes de relutâncias são mais versáteis que o método de simulação por elementos finitos, pois são mais simples de acoplar com softwares de otimização. Obtiveram-se resultados que foram validados através de simulação eletromagnética com software cálculo por de elementos finitos. Por fim, pode-se ratificar a metodologia desenvolvida para a elaboração de redes de relutâncias destinadas ao cálculo das reatâncias do eixo direto e em quadratura. 2022-08-26T19:37:42Z 2022-08-26T19:37:42Z 2022-07-28 masterThesis MOURA, Vinicius de Oliveira. Metodologia de desenvolvimento de redes de relutâncias estáticas para geradores síncronos. 2022. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29419 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	This work presents a design approach of reluctance networks in order to calculate the direct and quadrature axis reactances of salient pole synchronous machines. The calculation of these reactances is essential for the design of synchronous generators, as they are used to calculate the voltage drop due to the armature reaction, being essential to obtain the terminal voltage of the generator operating under load. There are three ways to calculate these reactances: finiteelement simulation, which requires a long processing time; analytical method, which presents low precision for machines with complex geometries; and reluctance network. There are few reluctance networks that present good accuracy for this purpose, mainly involving salient pole machines. For this reason, the reluctance networks developed in this work are intended to be simple, allowing easy reproduction; robust, representing machines with different dimensions; and accurate to provide adequate results. In addition, reluctance networks are more versatile than the finite element simulation method, as they are simpler to couple with optimization software. Obtained results were validated through electromagnetic simulation with finite element software. Finally, the methodology developed for the elaboration of reluctance networks for the calculation of direct and quadrature axis reactances can be ratified.
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Metodologia de desenvolvimento de redes de relutâncias estáticas para geradores síncronos

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