Resposta e controle das vibrações de uma torre eólica usando MR-TLCD (magneto reológico-amortecedor de coluna liquida sintonizada)

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Cortelini, Euzineri de Menezes
• Orientador(a): Felix, Jorge Luis Palacios
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Departamento: Campus Alegrete
• Palavras-chave em Português: Engenharia; Tecnologia dos materiais; Torre eólica; Amortecedores; Motores
• Palavras-chave em Inglês: Engineering; Materials technology; Wind turbine tower; Dampers; Motors
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/771

As torres eólicas são estruturas esbeltas projetadas para resistir a efeitos dinâmicos da ação do vento. Uma vez excitada, a torre pode entrar em ressonância ocasionando ruptura e falhas em sua estrutura, pás e rotores. Além de evitar possíveis falhas catastróficas, o sistema de amortecimento pode prevenir fadiga prematura de componentes estruturais da torre, entre eles, o gerador e as pás. A presença de amortecimento limita a amplitude de vibração quando o sistema, que sofre vibração forçada, aproxima-se da ressonância. Dentro desse contexto, foi elaborado um modelo numérico de uma torre eólica que determina a resposta da mesma sob uma excitação forçada. A excitação se deu por meio de um motor de corrente contínua desbalanceado, localizado no topo da torre. A estrutura analisada é composta por uma coluna metálica com um motor elétrico de corrente contínua desbalanceado e acoplado a um amortecedor do tipo MR-TLCD (Tuned Liquid Column Dampers with magnetorheological). Neste trabalho, foi utilizado um amortecedor semiativo, no qual consiste de um tubo em formato de ‘U’ e utiliza o fluido magneto-reológico, onde este impede o movimento de grandes amplitudes sujeito à ação de forças externas. No MR-TLCD é possível diminuir a energia cinética do fluido através da válvula de controle. O Magneto Reológico, quando submetido a um campo magnético, aumenta significativamente a sua viscosidade aparente. A equação de movimento do sistema acoplado entre a torre, motor elétrico e MRTLCD foi formulado através das equações de Lagrange. Nesta dissertação, apresentam-se as respostas dinâmicas regulares e caóticas de uma torre eólica com um amortecedor do tipo MR-TLCD através do método numérico da dinâmica não linear, utilizando-se da série temporal, do retrato de fase, do espectro de Fourier (FFT) e das curvas de ressonância. Com ensaios experimentais foram obtidos os valores dos parâmetros das configurações físicas e geométricas da estrutura a serem utilizados nas experiências numéricas.