Please use this identifier to cite or link to this item: 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. Disponível em: 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

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
CalculoParametrosCabos.pdf4.03 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons