ENGENHARIA ELÉTRICA

1. ENGENHARIA ELÉTRICA Desenvolvimento de um Motor Linear para Acionamento de um Elevador – Projeto MagneleverTCC – Engenharia ElétricaVagner Souza FagundesOrientadora: Dra. Profa. Enga. Eletricista Marília Amaral da Silveira Projeto Magnelever

2. Máquina de tração Cabina Contrapeso ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do Elevador de Tração: Estrutura básica do elevador de tração Projeto Magnelever

3. Eixo sem-fim Corroa dentada Caixa de engrenagem ENGENHARIA ELÉTRICA Polia de tração Descrição da Máquina de Tração: Caixa de engrenagem • Motor elétrico • Polia de tração Motor elétrico Máquina de tração sem engrenagem Máquina de tração com engrenagem Projeto Magnelever

4. ENGENHARIA ELÉTRICA • Atenuador de pulsação Descrição do Elevador Hidráulico: • Filtro • Bomba • Motor • Filtro • Êmbolo • Cabina • Pistão hidraúlico Unidade de potência do elevador hidráulico • Unidade de potência Elevador hidráulico Projeto Magnelever

5. ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do Motor Linear na Cabina A primeira patente concedida com o uso da máquina linear em elevadores foi obtida por K. Kudermann em 1970 Motor linear instalado na cabina Projeto Magnelever

6. ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição da Obtenção do Motor Linear Um motor linear pode ser visto com um motor rotativo tradicional que teve o seu estator cortado radialmente e depois desenrolado. Obtenção de um Motor Linear a partir de um motor rotativo Projeto Magnelever

7. ENGENHARIA ELÉTRICA O objetivo deste trabalho é desenvolver um motor linear que substitua a máquina de tração e dispense o uso do contrapeso e cabos de aço na movimentação da cabina ao longo da caixa de corrida. Objetivos e Benefícios propostos: Projeto Magnelever

8. ENGENHARIA ELÉTRICA Guias com ímãs permanentes Descrição da Torre de Teste: Extrutura de sustentação Parafuso de regulagen do entreguias Cabina Bobinas móveis Patamar de andar Torre de teste desenvolvida para estudo do motor linear desenvolvido Projeto Magnelever

9. Ímã permanente Guia de acrílico Estrututa de sustentação Suporte dos ímãs ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição da Vista Lateral: Vista lateral da torre de teste Projeto Magnelever

10. Guias com imãs permanente Cabina Parafuso de regulagem do entre guias Bobinas móveis Entre guias ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição da Vista Frontal: Vista frontal da torre de teste Projeto Magnelever

11. Ímã Permanente Estrutura móvel Bobina – B4 Bobina – B2 Bobina – B1 Bobina – B3 Parafuso de regulagem do entre-ferro Rolete Suporte dos imãs ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição da Vista do Motor Linear: Vista do motor Projeto Magnelever

12. Bobina – B2 Bobina – B4 Bobina – B1 Bobina – B3 ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do Sistema Ligação das Bobinas: Sistema de ligação das bobinas Projeto Magnelever

13. 4 13 ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do atuador linear: Ângulo do deslocamento da estrutura móvel. Projeto Magnelever

14. S N S N N S N S S N S N N S N S N S N S S N S N S N S N N S N S S N S N N S N S S N S N N S N S S N S N N S N S S N S N N S N S S N S N N S N S N S N S S N S N N S N S S N S N S N S N N S N S S N S N N S N S N S N S S N S N Ímã permanente Força Resultante Bobina B4 desligada Força Atração Força Peso ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do Principio de Funcionamento Força Atração N S S N Bobina B2 desligada Força Repulsão Cabina com força resultante no sentido de subida. Cabina parada com as forças em equilíbrio. Projeto Magnelever

15. S N N S S N N S N S S N S N N S S N N S S N N S S N N S S N N S S N N S N S S N N S S N S N N S S N S N N S N S Força atração Força repulsão Força peso ENGENHARIA ELÉTRICA Descrição do Principio de Funcionamento Acionamento das bobinas do motor linear. Cabina parada com as forças em equilíbrio. Projeto Magnelever

16. NS SN Enrolamento da bobina Ímã permanente SN NS Suporte dos ímãs NS SN Carretel da bobina Núcleo da bobina SN NS NS SN ENGENHARIA ELÉTRICA Simulação realizada com FEMM: Geometria bidimensional do motor linear Projeto Magnelever

17. ENGENHARIA ELÉTRICA Especificações dos Materiais: Definição da região de fronteira. Projeto Magnelever

18. ENGENHARIA ELÉTRICA Geração da Malha de Elementos Finitos : Malha de elementos finitos bidimensional do motor linear Projeto Magnelever

19. ENGENHARIA ELÉTRICA Processamento do Modelo: • Simulação densidade de fluxo magnético no motor linear realiza no software FEMM. Projeto Magnelever

20. ENGENHARIA ELÉTRICA Resultados Obtidos com a Simulação: Projeto Magnelever

21. ENGENHARIA ELÉTRICA Resultados Obtidos com a Simulação: Gráfico da força por acionamento do motor linear. Projeto Magnelever

22. ENGENHARIA ELÉTRICA Resultados Obtidos com a Simulação: • Cabina na posição 1 parada. Projeto Magnelever

23. (a) (b) (a) Estrutura móvel, (b) Estrutura móvel deslocada. ENGENHARIA ELÉTRICA O deslocamento das bobinas altera a força produzida pelos campos magnéticos, na figura (a) a força é de 11,2593N enquanto que na figura (b) a força passa a ser de 7,0307N. Resultados: Projeto Magnelever

24. ENGENHARIA ELÉTRICA Resultados dos Teste: Carga Estrutura móvel Demonstração de deslocamento de carga. Projeto Magnelever

25. ENGENHARIA ELÉTRICA Comparações dos Resultados Testes: A comparação com o teste de máxima carga deslocada e máxima carga sustentada tem uma diferença. Gráfico de teste práticos. Projeto Magnelever

26. ENGENHARIA ELÉTRICA Conclusões: Observou-se a Força de Lorentz, obtida pelo softwareFEMM, possui valores diferente para cada nova posição e novo acionamento das bobinas. As variações nos valores das forças obtidas resultam no deslocamento da cabina. As diferenças encontradas nos valores dos teste podem ser justificadas pela geometria dos ímãs permanentes e das bobinas. O deslocamento da cabina, como forma de demonstrar o funcionamento do protótipo, foi plenamente atingido. Projeto Magnelever

27. ENGENHARIA ELÉTRICA [1] FITZGERALD, A.E.; KINGSLEY JR., Charles; UMANS, Stephen D. – Máquinas Elétricas, com Introdução à Eletrônica de Potência. –Bookman Companhia Editora. 2006. [2] A. E. Fitzgerald Charles Kingsley, Jr. Stephen D. Umans – Máquinas Elétricas – Bookman 1981 [3] OTIS Elevator Company. Disponível m<http://www.otis.com/otis/>. [4] OTIS, G. E., Improvement in Hoisting Apparatus, US Patent 31,128,1861. [5] Atlas Schindler. Manual de Manutenção Preventiva 1, 2008. [6] GIERAS, J. F.; PIECH, Z.J. Linear synchronous motor: transportation and automation systems. CRC Press LLC – Boca Raton, 1999. [7] Jonh D. Kraus, Keith R. Carver – Eletromagnetismo – Guanabara Dois S.A. 1981. [8] CHEVAILLER, Samuel. – Comparative Study and Selection Criteria of Linear Motors, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 2006. [9] David Meeker – Finite Element Method Magnetics Version 4.2 User’s Manual. 2009 Referências: Projeto Magnelever

28. ENGENHARIA ELÉTRICA [10] SILVEIRA, Marília Amaral da – Estudo de um Atuador Planar. Disponível em:<www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/3592/000390183.pdf>. Acesso em: 1º semestre de 2011.[11] NETO, Tobias Rafael Fernandes – Sistema de Transporte Vertical Utilizando um Motor de Indução Linear Bilateral. Disponívelem:<www. dominiopublico.gov.br/ pesquisa/ detalhe obraform .do?selectaction = &co_obra=105235>. Acesso em: 1º semestre de 2011.[12] Atlas Schindler. Manual de Manutenção Excel Hidráulico,2005.[13] IDAGAWA, Hugo Sakai – Projeto, Montagem e Caracterização de Motor Linear de Ímã Permanente. Disponível em:<www.fem.unicamp.br/~lotavio/TGs /2009_MotorCClinear_TG_HugoSakaiIdagawa.pdf>. Acesso em: 1º semestre de 2011.[14] BASTOS, J. P. A. Eletromagnetismo e Cálculo de Campos. 2da. Edição. Editora Universidade Federal de Santa Catarina, 1992.[15] Universidade Federal de Santa Catarina - Eletromagnetismo e Cálculo de Campos. 2da. Edição.BASTOS, J. P. A., 1992.[16] ESPÍNDOLA, Rogério Silveira - Estudo e Desenvolvimento de um Motor VoiceCoil. Disponível em:<http://tcceeulbra.synthasite.com/tcc-anteriores.php>. Acesso em: 1º semestre de 2011. Projeto Magnelever

29. ENGENHARIA ELÉTRICA Desenvolvimento de um Motor Linear para Acionamento de um Elevador – Projeto Magnelever Projeto Magnelever