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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-3416-9456
Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Análise teórica e experimental da utilização de gerador de indução trifásico na configuração fukami para excitação rotativa de geradores síncronos.
Título(s) alternativo(s): Theoretical and experimental analysis of the use of a three-phase induction generator in the Fukami configuration for the rotational excitation of synchronous generators.
Autor(es): Metello, Elzio
Primeiro orientador: Guimarães, Geraldo Caixeta
Primeiro coorientador: Silva, Fernando Bento
Primeiro membro da banca: Gomes, Luciano Coutinho
Segundo membro da banca: Oliveira, Thales Lima
Terceiro membro da banca: Finazzi, Antônio de Pádua
Quarto membro da banca: Moura, Fabrício Augusto Matheus
Resumo: A tese apresenta o estudo de uma topologia não convencional de excitatriz rotativa para geradores síncronos. Com o objetivo de destacar as vantagens desta topologia em relação à excitatriz PMG (Permanent Magnetic Generator) utilizada em grupos geradores a diesel, o presente trabalho propõe a aplicação de um gerador de indução trifásico autoexcitado (GITA) com rotor em gaiola, operando como gerador de indução monofásico conectado na configuração Fukami (GICF) como excitatriz rotativa. Para a realização desse estudo, é utilizada uma máquina de indução trifásica de 6 polos e 0,37 kW, ligada ao mesmo eixo do sistema de geração composto por uma máquina síncrona trifásica de 3 kVA e 4 polos salientes, além de uma máquina de corrente contínua de 2 kW. A máquina de indução utiliza a configuração Fukami para gerar uma tensão monofásica, que é retificada para alimentar o campo do gerador síncrono. Essa tensão gerada é controlada por um sistema de controle PI para manter o nível de tensão da geração constante, e um sistema de controle de velocidade também é utilizado para manter a frequência de geração constante. Assim, a forma de atuação desta excitatriz proposta apresentou bons resultados dentro dos valores estabelecidos, além de atender aos aspectos ambientais relacionados à substituição e às possibilidades econômicas. Para tanto, a performance desta excitatriz, juntamente com o sistema de controle de tensão, será testada com o gerador síncrono submetido a carga dinâmica. Neste contexto, a validação da proposta da tese é realizada comparando os resultados experimentais e computacionais da performance deste sistema de geração.
Abstract: The thesis presents the study of a non-conventional topology of a rotating exciter for synchronous generators. With the aim of highlighting the advantages of this topology compared to the PMG (Permanent Magnetic Generator) exciter used in diesel generator sets, this work proposes the application of a self-excited three-phase induction generator (SEIG) with a squirrel cage rotor, operating as a single-phase induction generator connected in the Fukami configuration (SEIG-Fukami) as a rotating exciter. For this study, a three-phase induction machine with 6 poles and 0.37 kW is used, coupled to the same shaft as a generation system composed of a three-phase synchronous machine of 3 kVA and 4 salient poles, along with a 2 kW direct current machine. The induction machine utilizes the Fukami configuration to generate a single-phase voltage, which is rectified to feed the field of the synchronous generator. This generated voltage is controlled by a PI control system to maintain a constant voltage level, and a speed control system is also employed to ensure a constant generation frequency. Thus, the proposed exciter showed good performance within the established values, in addition to addressing environmental aspects related to substitution and economic possibilities. Therefore, the performance of this exciter, along with the voltage control system, will be tested with the synchronous generator subjected to dynamic load. In this context, the validation of the thesis proposal is carried out by comparing experimental and computational results of the performance of this generation system.
Palavras-chave: Excitatriz rotativa
Gerador de indução
Autoexcitado
Fukami
Gerador síncrono
Rotary exciter
Induction generator
Self-excited
Synchronous generator
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Referência: METELLO, Elzio. Análise teórica e experimental da utilização de gerador de indução trifásico na configuração fukami para excitação rotativa de geradores síncronos. 2024. 131 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.724.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.724
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44248
Data de defesa: 4-Nov-2024
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
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