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�rea Cient�fica: Electrónica de Potência
Desenvolvimento de um Sistema de Aquisição e Controlo de Binário e Velocidade para um Freio Electromagnético
Publicada a 2012-01-13
Aluno: Rui Miguel Ferreira Pereira N�mero: 50093 Email: a50093@alunos.uminho.pt
Data in�cio: 17/11/2010 Data Conclus�o: 20/12/2011

Orientador(es):
Nome: João Luiz Afonso Email: jla@dei.uminho.pt

Arguente(s):
Nome: Júlio Manuel Sousa Barreiros Martins   Email: jmartins@dei.uminho.pt
Nome: Sérgio Lopes   Email: sergio.lopes@dei.uminho.pt
Nome: Américo Vicente Leite   Email: avtl@ipb.pt
Data da defesa: 20/12/2011

Descri��o:

Com a última crise do petróleo [1] que se deu em 2008 e com o pensamento ecológico que a população mundial tem vindo a manifestar, cada vez mais são maiores os esforços para se criar uma alternativa aos carros com motores de combustão.

Devido a isso tem havido uma grande aposta no desenvolvimento de carros eléctricos [2]. Os carros eléctricos tem uma maior eficiência a nível do seu motor, apresentam baixos custos de utilização e não emitem gases de efeito estufa para o meio ambiente.

Uma das partes mais importantes dos carros eléctricos, são os motores eléctricos, que necessitam de ser optimizados para se obter um rendimento máximo. Para os poder caracterizar, é necessário submete-los a uma carga mecânica, e obter os seus valores de operação, nomeadamente, binário, velocidade, corrente e tensão.

Dentro dos motores eléctricos com aplicação em veículos eléctricos evidenciaram-se os motores de fluxo axial [3-4], devido à sua boa relação potência/tamanho, à sua elevada eficiência e ao seu bom desempenho.

Nesta Dissertação pretende-se desenvolver uma bancada de ensaios para motores eléctricos de forma a se poder caracterizar e testar motores a serem utilizados em veículos eléctricos. O objectivo é simular uma carga dinâmica idêntica à qual o motor vai ser exposto durante o seu uso nos veículos eléctricos. Com isto podemos obter o consumo total do veículo para uma dada distância e com um declive variável.

Para controlar a bancada irá ser feita uma aplicação que vai permitir verificar e controlar o binário e a velocidade de um dinamómetro através de um computador. Vão ser implementados vários perfis de binário variável para se realizar ensaios automatizados.

Esta bancada de ensaios de motores eléctricos vai servir entre outras funções para testar o desempenho de um motor de fluxo axial sobre o qual existe pouca documentação.

Esta Dissertação pretende dar seguimento à linha de investigação nos veículos eléctricos que está a decorrer no Grupo de Electrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho.

Objectivos:

Esta proposta pretende dar continuidade a uma linha de investigação já iniciada na área dos Veículos Eléctricos no GEPE-UM (Grupo de Electrónica de Potência e Energia da Universidade do Minho). Com a recente aposta em veículos eléctricos existe a necessidade de se criar sistemas que permitam testar os diferentes módulos que constituem um veículo eléctrico. Neste caso a utilização de freios electromagnéticos é fundamental para testar o binário produzido pelo motor eléctrico do veículo, e consequentemente toda a electrónica associada ao controlo e ao accionamento do motor. Esta dissertação propõe o estudo de diferentes sensores para retirar o máximo de informação de um freio electromagnético já existente no Laboratório de Electrónica de Potência do GEPE-UM. Pretende-se desenvolver um sistema que permita programar a curva do binário de carga em função da velocidade, a ser aplicada pelo freio electromagnético ao longo do tempo, durante os ensaios do motor eléctrico. Pretende-se que permita ainda medir e registar esses valores de binário e velocidade em função do tempo.

Este trabalho envolverá as seguintes tarefas:

Pesquisa bibliográfica sobre o \"estado da arte\" sobre freios dinamométricos e tipos de sensores disponíveis para a medição da velocidade e binário. (1 mês)
Estudo do sistema a ser desenvolvido com recurso a simulações computacionais utilizando Matlab/Simulink/SimPowerSystems e/ou PSIM. (1 mês)
Estudo da plataforma para desenvolvimento do sistema de controlo a ser implementado (DSP/microcontrolador). (1mês)
Estudo e desenvolvimento do conversor para actuação sobre o dinamómetro. (1 mês)
Projecto e implementação de toda a electrónica necessária para a aquisição e processamento de sinal, e para actuação sobre o freio electromagnético. (2 meses)
Estudo e desenvolvimento de uma aplicação de forma a ser possível programar e visualizar a evolução temporal da velocidade e do binário no freio electromagnético. (1mês)
Teste do sistema desenvolvido a ensaiar motores eléctricos já adquiridos, e que serão utilizados em veículos eléctricos (carros e aviões). (1 mês)
Realização de ensaios a motores eléctricos para teste do sistema desenvolvido. (2meses)
Escrita da dissertação de Mestrado. (2 meses)
Escrita de um Artigo Técnico.

Links importantes:
http://www.gepe.dei.uminho.pt/

Palavras chave:
Bancada de Testes para Motores Elétricos, Veículos Elétricos