Motores lineares

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Projeto e Fabricação de um Motor Linear aplicado à Portas de Plataformas e Trens Projeto de Formatura (PEA 2507) Leonardo M. Valentini, Rodolfo G. Benevenuto Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
RESUMO
O conceito atual dos sistemas de abertura de portas de trens e de plataformas ferroviárias requer manutenção custosa eperiódica. Visando uma alternativa a esse conjunto funcional (cremalheira, engrenagem, roldana) foi desenvolvido uma tecnologia de abertura e fechamento de portas utilizando um motor linear como meio. O projeto inclui desde a concepção inicial da tecnologia (corrente continua com topologia brushless) até a manufatura e montagem do motor. Embora tenha o mesmo princípio de funcionamento dos motoresrotativos, os motores lineares utilizam a interação dos campos eletromagnéticos do conjunto, parte móvel, (posteriormente chamado de deslizante) com o estator para produzir um movimento linear entre os mesmos. Deste modo buscou-se o estudo da topologia mais adequada ao uso, o projeto de todos os componentes e a construção de um protótipo de um motor linear adequado à utilização em sistemas deportas. O motor linear a ser desenvolvido terá sua escala reduzida em relação ao eixo longitudinal, limitando-se sua excursão a fim de se reduzir custos. Entretanto, as características de força e dimensões transversais serão desenvolvidas e construídas em escala real.

SUMMARY
The usual concept of door opening systems for trains and railway platforms requires periodic and costly maintenance. Seekingan alternative to this functional set (rack, gear and pulley) this paper proposes the development of a new technology for opening and closing doors using a linear motor as a way of propulsion. The project description includes all stages from the initial technologic concept (direct current on brushless topology) to manufacturing and assembly of the motor.

METODOLOGIA
Escolha da topologia:Pode-se dividir os motores elétricos em geral em 4 grandes categorias generalistas: de Indução; Síncronos; CC Convencional; CC Brushless;
Motores Elétricos

INTRODUÇÃO
Ao analisar o quadro de ocorrências de falhas de um trem de passageiros, observa-se que o sistema de portas lidera a lista dos itens que requerem maior manutenção. Tais danos são causados na maior parte das vezes pelos usuários,geralmente em horários de pico, quando a superlotação implica na obstrução do movimento de fechamento das portas, gerando sobrecarga no sistema eletromecânico, podendo assim danificá-lo. O sistema eletromecânico atual conta com engrenagens ou polias que têm a função de converter o movimento rotativo dos motores em movimento linear das portas. Por isso, de maneira a enfrentar tais dificuldades foidetalhado um estudo sobre a utilização dos motores lineares para essa aplicação. Dessa maneira a conversão de movimento rotativo em linear não é mais necessária, dada a natureza do deslocamento linear destes referidos motores.

Corrente Contínua

Corrente Alternada

Convencional

Brushless

Indução

Síncrono

Figura 1: Topologias dos Motores Elétricos Quando confrontadas ascaracterísticas de tais máquinas (para o caso linear), observa-se que as máquinas de corrente contínua se destacam por possuírem elevada controlabilidade e densidade de força suficiente para atender os requisitos da aplicação proposta. Somado a isso, optou-se ainda pela subcategoria brushless (dentro da categoria de CC), por essa topologia apresentar maior eficiência e confiabilidade, além de uma manutençãoreduzida, por não apresentar o sistema de comutação e escovas.

Máquinas CC Brushless Uma vez escolhida a topologia mais adequada à proposta, o desenvolvimento do projeto passou para a etapa de estudo detalhado da mesma. A estrutura do motor linear CC é constituída por um conjunto estator e uma parte deslizante ou móvel. O estator serve como o corpo e contém uma estrutura de aço laminado com...
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