Publicação: Caracterização numérica e experimental de uma bancada de rotor
flexível suportada por mancais magnéticos ativos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Este trabalho é dedicado ao estudo do comportamento operacional e desenvolvimento do
modelo de uma bancada experimental que opera com mancais magnéticos ativos. O modelo
desenvolvido deve ser robusto para que futuramente seja possível a implementação de
técnicas de controle. Para tanto, realiza-se a identificação dos parâmetros do sistema
utilizando uma metodologia que consiste em obter as rigidezes de corrente e posição dos
mancais magnéticos utilizando simulação numérica por elementos finitos e validando os
dados obtidos através de uma análise experimental. O ajuste do modelo é feita realizando o
levantamento das funções de transferência e funções de sensibilidade dos mancais
magnéticos e de seus componentes. Com base nestes dados é feita uma análise da
estabilidade do sistema seguindo as normas existentes para mancais magnéticos. É realizada
uma redução do modelo a fim de otimizar seu custo computacional. Por fim, é avaliada a
capacidade representativa do modelo desenvolvido confrontando os dados gerados tanto no
âmbito numérico como no experimental. Os resultados mostram que o modelo numérico
representa satisfatoriamente o sistema real.
Abstract
The present work is dedicated to the study of the operational behavior and model development
if a test rig containing a flexible rotor supported by active magnetic bearings. The developed
model should be robust enough regarding further implementation of control techniques. For
this aim, the identification of the parameters of the system is performed through a methodology
that consists in obtaining the stiffness of current and the stiffness of position of the magnetic
bearings from finite element simulation and experimental validation. The model updating
procedures considers both the transfer functions and the sensitivity functions of the magnetic
bearings and their components. Based on the obtained data the stability analysis of the system
is performed by considering existing standards for magnetic bearings. The reduction of the
model is necessary for reducing computational costs. Finally, the performance of the
developed model of the system is evaluated by comparing theoretical and experimental data
related to the dynamic behavior of the machine. The results demonstrate that the numerical
model represents the real system satisfactorily.
Palavras-chave
Mancais magnéticos, Rotor flexível, Identificação, Magnetic bearings, Flexible rotor, Identification, Mancais, Rotores, Método dos elementos finitos
Citação
OLIVEIRA, Marcus Vinicius Fernandes de. Numerical and experimental characterization of a test rig
containing a flexible rotor supported by active magnetic bearings. 2015. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.186