dc.contributor.advisor | Knak Neto, Nelson | |
dc.creator | Steffen, Gustavo Lenhardt | |
dc.date.accessioned | 2023-02-28T15:25:20Z | |
dc.date.available | 2023-02-28T15:25:20Z | |
dc.date.issued | 2023-02-02 | |
dc.date.submitted | 2023 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27987 | |
dc.description | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Elétrica, RS, 2023. | por |
dc.description.abstract | Electric motors occupy a prominent position in the ranking of the main inventions that
have changed the way human beings live. To achieve its goal of transforming electrical
energy into mechanical energy, most electric motors use two magnetic fields: the stator
and the rotor. Only through the interaction between these fields does the movement of
its shaft become possible, and thus the transformation of energy takes place. In this
context, it is essential to measure the parameters, both electrical and mechanical, of
the motors, seeking their point of maximum efficiency. Thus, the present work seeks
to develop a low-cost electric and mechanical parameter analyzer for a three-phase
induction motor, where through the measurement of sensors and data provided by the
user, it is possible to verify the value of both electrical and mechanical magnitudes in
real time. To achieve the proposed objective, sensors were used to measure current,
voltage and speed. For current, the SCT-013-020 sensor coupled to a signal
conditioning circuit was used. For voltage measurement a ZMPT101b transformerbased
circuit was chosen, and for speed measurement an optically coupled encoder
module was chosen for this task. During development, several tests were performed
with the selected sensors in order to validate their operation in conjunction with the
ESP32 and the aid of the serial monitor tool. In parallel, the parameters of the
equivalent circuit of the three-phase induction motor of 0.16 HP and 380/220 V supply
voltage were obtained via testing. Subsequently, the graphic software of the work was
developed, where the data is presented. The software was developed in the Python
programming language. At the end, all the previous steps were put together to build
the final prototype, with the inclusion of the sensors with the ESP32 and its
communication with the developed software via serial communication. In order to
validate the electrical measurements made, their values were compared with
measurements made with an IMS PQ600 power analyzer. In this comparison, the
voltage and current values presented good accuracy values: the voltage
measurements had an average relative percentage error below 1.5%, and the current
measurements below 4%. The mechanical measurement of the speed value was
compared to a digital tachometer, showing an average relative error percentage of only
0.25%, which is a very good result. Although the torque and efficiency measurements
did not have adequate equipment in order to perform a comparison, their values
respect the curves provided by the motor manufacturer, indicating plausible results.
Thus, with the development of the proposed analyzer, it becomes possible to measure
in real time relevant magnitudes of the three-phase induction motor, and the
parameters can be viewed in a simple and friendly interface. | eng |
dc.language | por | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Motor de Indução Trifásico | por |
dc.subject | ESP32 | por |
dc.subject | PYTHON | por |
dc.subject | Three-Phase Induction Motor | eng |
dc.subject | ESP32 | eng |
dc.subject | PYTHON | eng |
dc.title | Desenvolvimento de um analisador de parâmetros elétricos e mecânicos de baixo custo aplicado à motores de indução trifásicos | por |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Cachoeira do Sul, RS, Brasil | por |
dc.degree.graduation | Engenharia Elétrica | por |
dc.description.resumo | Os motores elétricos ocupam posição de destaque no ranking das principais
invenções que mudaram a forma como o ser humano vive. Para atingir seu objetivo,
de transformar a energia elétrica em energia mecânica, a grande maioria dos motores
elétricos se utiliza de dois campos magnéticos: do estator e do rotor. Somente através
da interação entre esses campos, se torna possível o movimento do seu eixo e assim
se sucede a transformação da energia. Neste contexto, é imprescindível a realização
da medição de parâmetros, tanto elétricos como mecânicos dos motores, buscando
seu ponto de máxima eficiência. Desta forma, o presente trabalho busca desenvolver
um analisador de parâmetros elétricos e mecânicos de baixo custo para um motor de
indução trifásico, aonde através da medição de sensores e de dados fornecidos pelo
usuário, é possível verificar o valor de grandezas tanto elétricas como mecânicas em
tempo real. Para alcançar o objetivo proposto, foram utilizados sensores para medição
de corrente, tensão e velocidade. Para corrente, utilizou-se o sensor SCT-013-020
acoplado a um circuito condicionador de sinal. Já para a aferição de tensão optou-se
por um circuito a base do transformador ZMPT101b, e para a medição de velocidade
elegeu-se o módulo encoder acoplador ótico para essa tarefa. Durante o
desenvolvimento, foram realizados diversos testes com os sensores selecionados de
forma a validar o seu funcionamento em conjunto com o ESP32 e o auxílio da
ferramenta monitor serial. Em paralelo, foram obtidos via ensaio os parâmetros do
circuito equivalente do motor de indução trifásico de 0,16 de CV e tensão de
alimentação 380/220 V. Posteriormente, desenvolveu-se o software gráfico do
trabalho, em que os dados são apresentados. O software foi desenvolvido na
linguagem de programação Python. Ao final, reuniu-se todas as etapas anteriores de
forma a construir o protótipo final, com a inclusão dos sensores com o ESP32 e a
comunicação do mesmo com o software desenvolvido via comunicação serial. De
forma a validar as medidas elétrica realizadas, comparou-se seus valores com
medidas realizadas com um analisador de energia IMS PQ600. Nessa comparação,
os valores de tensão e corrente apresentaram bons valores de exatidão: as medidas
de tensão tiveram erro percentual relativo médio abaixo de 1,5%, e as de corrente
abaixo de 4%. A medida mecânica de valor de velocidade foi comparada com um
tacômetro digital, apresentando um erro relativo percentual médio de apenas 0,25%,
sendo um ótimo resultado. Embora as medidas de conjugado e rendimento não
tivessem equipamentos adequados de modo a realizar-se uma comparação, seus
valores respeitam as curvas fornecidas pelo fabricante do motor, indicando resultados
plausíveis. Assim, com o desenvolvimento do analisador proposto, torna-se possível
mensurar em tempo real grandezas pertinentes do motor de indução trifásico,
podendo os parâmetros serem visualizados em uma interface simples e amigável. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | UFSM Cachoeira do Sul | por |