Projeto de motor de indução monofásico aplicado a betoneiras usando evolução diferencial validado via elementos finitos

Abstract

Resumo: O motor de indução monofásico é amplamente comercializado para uso de portões e de betoneiras em razão do seu baixo custo e bom desempenho, além disso, das principais características que podem ser destacadas sobre essa máquina, encontramse sua incapacidade de gerar um torque inicial e seu rotor, que em boa parte dos casos obedece o formato de gaiola de esquilo. Nesse contexto, para o desenvolvimento deste trabalho, usou-se um motor de 127 volts, com 4 polos e potência de 3 cv do catálogo da Nova Motores para análise. Deste modo, o motor foi avaliado usando o algoritmo de Evolução Diferencial (ED) e Método de Elementos Finitos (MEF). Assim, é desejável dimensionar um motor ótimo com medidas mais adequadas que proporcionem um dispositivo com menos perdas no cobre, maior eficiência, menor volume e menor custo de fabricação. Os resultados foram simulados no software FEMM (Finite Element Method Magnetics) para obter uma análise de densidade de fluxo magnético, para que eventuais ajustes possam ser proporcionados. Com isso, para cada estudo de caso, propriedades otimizadas foram obtidas, o que proporcionou melhoras significativas para cada propriedade avaliada

Abstract: The single-phase induction motor is widely commercialized for use in gates and concrete mixers due to its low cost and good performance. Furthermore, among the main characteristics of this machine, its inability to generate initial torque and its rotor, often in the squirrel cage format, stand out. In this context, for the development of this work, a 127-volt, 4-pole, 3 hp motor from the Nova Motores catalog was used for analysis. Thus, the motor will be evaluated using the Differential Evolution (DE) algorithm and the Finite Element Method (FEM). The objective is to design an optimal motor with more appropriate dimensions, providing a device with lower copper losses, higher efficiency, smaller volume, and lower manufacturing cost. The results are simulated using the FEMM (Finite Element Method Magnetics) software to analyze the magnetic flux density, enabling potential adjustments. As a result for each study case, optimizes properties were obtained, improving significantly each evaluated property