Calado, Maria do Rosário AlvesCabrita, Carlos Manuel PereiraEspírito Santo, António Eduardo Vitória do2011-10-192011-10-192008http://hdl.handle.net/10400.6/675A temática do accionamento linear de relutância variável comutado é abordada neste trabalho procurando-se soluções destinadas a aplicações de posicionamento. A investigação em actuadores lineares e respectivas metodologias de controlo, comando e regulação, tem uma larga aplicabilidade em processos industriais que requeiram precisão a nível do posicionamento. Esta especificidade exige requisitos e abordagens muito próprios. É já hoje comum encontrar aplicações que recorrem, com grande vantagem, à utilização de actuadores lineares. Neste enquadramento, o trabalho apresentado neste documento descreve o estudo das diferentes temáticas necessárias ao alcance dos resultados pretendidos. O processo de conversão de energia nos actuadores de relutância é abordado, permitindo identificar quais os parâmetros envolvidos. Sendo a força a manifestação final do processo de conversão de energia eléctrica em energia mecânica, são introduzidas as bases de diferentes métodos de análise que permitem determinar a força de tracção produzida pelos actuadores de relutância variável comutados. Um solenóide é usado como elemento de estudo, resultando modelos de análise dinâmica e estática que, após a introdução de pequenas adaptações, são aplicados a dispositivos lineares de relutância variável comutados. Desta análise fica também patente a influência da geometria polar no desempenho do dispositivo. Outro aspecto que ressalta do estudo realizado é a forte não linearidade, e a dependência do actuador da corrente que circula nos seus enrolamentos e da posição relativa entre o primário e o secundário. No seguimento das constatações anteriores, são analisadas e estudadas diferentes configurações geométricas da região polar. Os resultados obtidos são aplicados na construção de um protótipo de um actuador linear de relutância variável e respectivo conversor de potência. As metodologias para controlo da posição devem levar em consideração a natureza não linear do dispositivo. Nesse sentido, são investigadas duas estratégias de controlo diferentes. A primeira, concretiza a estratégia de controlo recorrendo a posições armazenadas na memória do processador para activação e desactivação das várias fases, enquanto que a segunda impõe um regime de funcionamento em modo de deslizamento através do qual a posição é controlada, e o balanceamento das forças de tracção produzidas por duas fases em simultâneo permite posicionar o primário do actuador com grande precisão.Linear switched reluctance actuators were studied in the presented work. The main goal was to obtain solutions intended for positioning applications. Research in linear actuators and correspondent control, command and regulation methodologies have a high range of applications in precision industrial processes. This specificity demands special requirements and treatment. Nowadays is already common to find applications that employ linear actuators with great advantage. With this scenario, the work here presented describes the study of different subjects needed to reach the intended results. The energy conversion procedure occurred in reluctance actuators is presented, allowing to identify the involved parameters. Being the force the final manifestation of the electrical energy conversion into mechanical energy, the theoretical supports of different analysis methods were introduced, allowing to compute the traction force produced by a switched reluctance actuator. A solenoid device is used as a case study. Methodologies that allow to build dynamic and static device models were developed, which after small adaptations were applied to the switched reluctance actuator. From this analysis it is obvious the influence of polar shape geometry in the actuator performance. Another feature that stands out is the non linearity actuator characteristics and its dependence on phase currents and relative position between actuator primary and secondary. Following the previous observations, actuators were analyzed and studied for different polar region geometrical shape configurations. The obtained results were applied in a switched reluctance linear actuator and respective power drive prototype construction. Position control methodologies must take in consideration device nonlinear nature. Two different control strategies were tested. The first one implemented a control strategy that used phase activation positions stored in microprocessor memory, and the second imposed a sliding mode regimen of functioning through which the position is controlled, the balancing of traction forces produced simultaneously by two phases allowed to locate the actuator primary with great precision.Actuador Linear de Relutância ComutadoSimulaçãoModelo EstáticoConversor de PotênciaControlo de PosiçãoModelo Dinâmicodoctoral thesis101173725