Desenvolvimento de um turbogerador a alta rotação suportado a mancal magnético

• Processo: 07/59159-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2010
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Marco Antônio Fumagalli
• Beneficiário: Marco Antônio Fumagalli
• Empresa: Muteki Automação Ltda
• Assunto(s): Energia renovável Geradores de aplicação Mancal eletromagnético
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Energia Renovavel | Gerador A Alta Rotacao | Mancal Magnetico

Resumo

O objetivo principal deste projeto é o desenvolvimento de um turbogerador, utilizando a técnica de levitação a mancal magnético. Neste turbogerador o eixo é suportado por dois mancais magnéticos radiais e axiais, o que a falta de atrito possibilita altas rotações do eixo. No centro do eixo é alocada uma máquina assíncrona, que terá a função de motor e gerador a alta rotação, e na extremidade do eixo uma pequena turbina. Esta máquina utiliza a redução da pressão do gás, para movimentar a turbina. Em comparação a turbinas convencionais, esta máquina não necessita de redutores, e nem o sistema de lubrificação de mancais convencionais. Uma razão para utilizar esta solução, é que o reaproveitamento da energia pode ser alcançado com uma eficiência de aproximadamente 80%. Este projeto tem também como meta simulações e desenvolvimento de um programa para o acionamento do motor de alta rotação. A fim de se alcançar esta meta, conhecimentos prévios de embasamento teórico nesta nova tecnologia, como também o desenvolvimento de software e hardware para acionamento do motor de baixa rotação, já foram dominados. Os resultados esperados de viabilidade técnica são de: construir um turbogerador suportado por mancais magnéticos, isto é, um produto mecatrônico, com o desafio da integração da Mecânica, Eletrônica e software; obter os parâmetros para o controle da levitação magnética do eixo; e implementar um programa para acionamento de um motor assíncrono a altas rotações e rotações variáveis. Outra vantagem deste sistema, é que a turbina a gás pode ser substituída por turbina a vapor, com isso possibilitando o aproveitamento da biomassa brasileira, para geração de energia com turbogeradores altamente eficientes. Além disso, este desenvolvimento possibilitará outros desenvolvimentos técnicos como: compressores para refrigeração, sopradores para indústria do aço, e desenvolvimento de equipamentos laboratoriais, onde não é-permitida a contaminação do meio, dentre outros. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ROSA, FABIANO CAMARGO; LIMA, FABIO; FUMAGALLI, MARCO ANTONIO. A high-speed shaft supported by magnetic bearings applied to energy systems. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 39, n. 1, p. 29-39, JAN 2017. (07/59159-8)

LIMA, FABIO; ROSA, FABIANO CAMARGO; FUMAGALLI, MARCO ANTONIO; IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY. High-Speed Grid Connected Induction Generator Supported by Magnetic Bearings. 38TH ANNUAL CONFERENCE ON IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY (IECON 2012), v. N/A, p. 6-pg., 2012-01-01. (07/59159-8)

LIMA, FABIO; ROSA, FABIANO CAMARGO; FUMAGALLI, MARCO ANTONIO; IEEE. MRAS-Based Sensorless Control for High-Speed Induction Machine Connected to the Grid. 39TH ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY (IECON 2013), v. N/A, p. 6-pg., 2013-01-01. (07/59159-8)