Projeto otimizado de um micromotor eletrostático.

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Vinhais, Humberto Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Finite eEement Method; Mathematical optimization; Método dos Elementos Finitos; Micro-Electromechanical systems; Microelectronics; Microeletrônica; Otimização matemática; Sistemas microeletromecanicos; Topologia (Otimização); Topology (Optimization)
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-29082023-071021/

Esse trabalho tem por objetivo o estudar e desenvolver um projeto otimizado de micromotor eletrostático. Esse projeto foi desenvolvido em três perspectivas: simulação computacional, microfabricação e desenvolvimento de um software em linguagem C para realizar o projeto otimizado de um micromotor eletrostático aplicado para MEMS usando o Método de Otimização Topológica (MOT). Em um motor eletrostático, essencialmente, as cargas elétricas induzidas no rotor são atraídas pelas cargas elétricas do estator, dando origem à força eletrostática que cria o torque do motor. A partir de 1980, com o advento da tecnologia de microfabricação de MEMS (do inglês Microelectromechanical Systems), esses motores ganharam uma nova perspectiva internacional. Os micromotores vêm sendo pesquisados atualmente em diversos campos da Engenharia (no desenvolvimento de micro-válvulas, micro-bombas, micro-sensores, etc), no entanto, existem poucos estudos na literatura quanto ao projeto desses motores através de meios computacionais e matemáticos, com o objetivo de otimizar aspectos de projeto, como, por exemplo, seu torque. Dessa forma, para o desenvolvimento do projeto otimizado de um micromotor eletrostático, primeiramente foram realizadas simulações computacionais usando o Método de Elementos Finitos (MEF) para caracterização do micromotor e para a análise da influência de seus parâmetros de projeto no torque desenvolvido, com o objetivo de se determinar configurações que geram torque máximo domicromotor. Em seguida, o resultado dessas simulações foi considerado para o planejamento e a fabricação de protótipos em micro-escala, usando técnicas de microfabricação. Por fim, técnicas de otimização foram usadas para se obter a geometria otimizada do rotor do motor eletrostático de forma a maximizar o torque final.