Emulação de um motor de combustão interna através de um acionamento eletromecânico de velocidade variável utilizando um motor de indução trifásico

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Apresenta-se neste trabalho, o processo de emulação de um motor de combustão interna Diesel, utilizando conversores de potência e motores assíncronos trifásicos. Com base nesta premissa é descrita, a composição de um grupo gerador Diesel, as técnicas de modelação, o método de controlo de tensão e frequência utilizado no processo de emulação do motor de combustão interna Diesel. Para o processo de modelação escolhido, é descrita a obtenção das características do gerador síncrono constituinte do grupo gerador Diesel. Com isto, apresentam-se os ensaios realizados em regime permanente para a obtenção do mapa de eficiência do motor Diesel. São também descritos os ensaios dinâmicos com aplicação de cargas elétricas, para obtenção da característica de velocidade do motor Diesel em regime transitório. Com os resultados extraidos dos ensaios ao grupo gerador Diesel, é realizada a implementação do modelo matemático obtido. É também apresentado o processo de comunicação e controlo dos motores assíncronos trifásicos para emulação do comportamento do motor de combustão interna Diesel. Por fim, são apresentados os resultados da implementação realizada, com a validação do sistema perante os ensaios realizados.

Abstract: In this work is presented the emulation process of a Diesel internal combustion engine, using electric power converters and three-phase asynchronous motors. In this base is described the composition of an Diesel generator set, the modulation technique and the control of voltage and frequency method utilized in the process of the emulation. For the modulation process chosen, are described the electric characteristics achievement of the synchronous generator, which is a component part of the Diesel generator set. Are presented theessays realized in a continuous regime to obtain the performance map of the Diesel engine. Are described too, the essays realized in a dynamic regime induced by application of electric loads, for the achievement of speed characteristic in this regime. With the results extracted of the essays to Diesel gererator set, is realized the implementation of the mathematic model. The communication and control process of the three-phase asynchronous motors to emulate the speed behavior of the Diesel engine is presented too. Finally the results of the implemented model, with the validation of the emulation system face to essays performed on Diesel engine are presented.