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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29875| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0003-0037-3301 |
| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Cálculo de parâmetros de cabos isolados através do método de elementos finitos em três dimensões |
| Alternate title (s): | A New Industrial Cable System Parameter Calculation Methodology Based on 3D Finite Element Analysis |
| Author: | Alzamora, André Mendonça |
| First Advisor: | Paula, Hélder de |
| First member of the Committee: | De Conti, Alberto Resende |
| Second member of the Committee: | Mesquita, Renato Cardoso |
| Third member of the Committee: | Camacho, José Roberto |
| Summary: | Neste trabalho é apresentada uma metodologia baseada no método de elementos finitos (FEM) em três dimensões capaz de calcular os parâmetros de cabos isolados em uma ampla faixa de frequências, para diferentes configurações industriais. Diversas técnicas são implementadas a fim de tornar as simulações computacionalmente eficientes, reduzindo o tempo e a memória necessários para finalizá-las. O software empregado é o Comsol; contudo, todas as estratégias sugeridas são elucidadas abrangendo também os seus aspectos teóricos, de modo que outro pesquisador possa aplicá-las em programas similares. Cabos dispostos no interior de eletrocalhas perfuradas e leitos metálicos, que são instalações comuns em ambientes industriais, são contemplados nos estudos de caso considerados. Cabe ressaltar que tais métodos de instalação ainda não haviam sido endereçados na literatura devido às limitações intrínsecas das metodologias apresentadas até então, restritas a modelos em duas dimensões. Uma análise detalhada da influência dos novos suportes nos valores de parâmetros de cabos, compreendendo uma ampla faixa de frequências, é desenvolvida. Para se atingir os objetivos principais desta dissertação, um embasamento teórico tanto a respeito dos diversos tópicos relacionados ao cálculo de parâmetros de cabos, como dos procedimentos básicos relacionados ao FEM, é exibido de maneira simples e didática. Os resultados obtidos para tais parâmetros podem ser empregados em modelos computacionais de cabos para estudos de fenômenos de alta frequência, tais como transitórios eletromagnéticos, fluxo de harmônicos, análises de compatibilidade e interferência eletromagnética conduzida, dentre outros. |
| Abstract: | In this research work, a methodology based on the thee-dimensional finite element method (FEM) is presented, which is capable of calculating the parameters of isolated cables for a wide range of frequencies, including various industrial configurations. Several techniques are implemented in order to make the simulations more efficient in terms of computational cost, thus reducing the time and memory required to complete them. Comsol is the software employed; however, all the suggested strategies are elucidated covering their theoretical concepts, in such a way that other researcher can utilize them in similar programs. Cables installed on perforated and ladder type trays, which are very common installation methods found in the industry, are included in the case studies performed. It should be stressed that such installation methods had not yet been addressed in the literature, due to the intrinsic limitations of the methodologies presented until now, which are restricted to models in two dimensions. A detailed analysis of the influence of the new supports on the cable parameters values, comprising a wide range of frequencies, is developed. In order to achieve the main objectives of this thesis, a theoretical basis regarding the various topics related to the calculation of cable parameters, as well as the basic procedures related to the FEM, is displayed in a simple and didactic way. The results obtained for such parameters can be used in computational cable models in order to study high frequency phenomena, such as electromagnetic transients, harmonic flow, conducted electromagnetic interference and compatibility, among others. |
| Keywords: | Parâmetros de cabos Cable parameters Método de elementos finitos Finite element method Fenômenos de alta frequência High frequency phenomena Métodos de instalações industriais Industrial installation methods Efeito proximidade Proximity effect Efeito pelicular Skin effect |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA |
| Subject: | Método dos elementos finitos Cabos elétricos |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
| Quote: | ALZAMORA, André Mendonça. Cálculo de parâmetros de cabos isolados através do método de elementos finitos em três dimensões. 2020. 217 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.578. |
| Document identifier: | https://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.578 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29875 |
| Date of defense: | 13-Aug-2020 |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica |
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