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Publicação
Estudo do motor em disco com o rotor em alumínio e em supercondutor multi-semente
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Nesta dissertação é realizado o estudo de um motor em disco polifásico com armadura
convencional e rotor que pode ser convencional, em alumínio, ou composto por material
supercondutor de alta temperatura multi‐semente.
O motor com o rotor em alumínio apresenta um comportamento assíncrono bem
definido, baseado na lei geral de indução de eletromotrizes no induzido. Contudo, ao ser
mergulhado em azoto líquido, evidencia melhores características eléctricas, tanto do
induzido como do indutor, mesmo que o núcleo ferromagnético convencional possa exibir
degradação magnética.
O motor com o rotor SAT exibe um comportamento distinto, evidenciando ambos os
regimes síncrono e assíncrono estáveis. O regime síncrono fica caracterizado pelo fenómeno
de aprisionamento de campo, que garante que o rotor gire síncrono com o campo girante do
estator. Em regime assíncrono, para um determinado valor de binário resistente aplicado
superior ao electromagnético máximo desenvolvido pelo motor, o fenómeno de escoamento
de campo está presente, sendo o binário electromagnético motor reforçado por um binário
extra de perdas de carácter resistivo desenvolvidas no rotor devido à interacção da
densidade de corrente a campos eléctricos que se estabelecem no rotor. Neste caso, o
fenómeno de escoamento de campo não é devido a forças de Lorentz que se definem na
matriz de Abrikosov, mas sim devido a esta ser “puxada” pelo campo girante do estator,
ficando a matriz a deslizar sobre o rotor.
De modo a obter as características dos sistemas electromecânicos em estudo é
realizada uma análise teórica, baseada na teoria convencional das máquinas eléctricas, com
o objectivo de compreender alguns dos fenómenos do motor de fluxo axial, e uma análise
baseada num programa comercial de elementos finitos onde o fenómeno da
supercondutividade é simulado com base na relação entre o campo elétrico e a densidade de
corrente pela lei da potenciação (E‐J power law). O ensaio dos motores referidos é realizado
para comparar ambos os sistemas e de realçar o princípio de funcionamento e as
características mais relevantes de cada um.
Da análise realizada é desenvolvido um modelo que caracteriza o funcionamento da
máquina com o rotor com SAT.