Sistema de acionamento compacto de motores Bushless para aplicações de propulsão submarina.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Campopiano, Fabio
• 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: Brushless; Compact drive; Motores elétricos; Robótica; Submersíveis não tripulados; Thruster; Underwater application
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20082024-100755/

Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de acionamento compacto para motores brushless de propulsores subaquáticos, usados em veículos remotamente operados de pequeno e médio porte, normalmente utilizados em atividades de inspeção. Um modelo de propulsor comercial adquirido no mercado estrangeiro, com potência elétrica de 450 W, foi utilizado como referência para o desenvolvimento de dois protótipos de propulsores. Um deles foi construído com um motor de fabricação nacional e o outro com um motor importado, ambos do tipo brushless trifásico, sendo o primeiro de tipo trapezoidal e o segundo de tipo senoidal. O sistema de acionamento foi especialmente desenvolvido para aplicação no interior do vaso de ambos os protótipos, projetado para ser alimentado com tensão de alimentação contínua de 300 V. O acionamento foi construído em duas versões, de forma evolutiva, ambas apresentando como requisito de projeto uma interface de comunicação com o usuário do tipo serial diferencial e isolação galvânica entre as alimentações de alta e baixa tensão. Os protótipos foram submetidos a testes em freio dinâmico, onde foi possível analisar o comportamento do motor e do acionamento para diferentes cargas mecânicas no eixo, e em um aparato de bollard pull, juntamente com o propulsor de referência. Dessa forma, foi possível comprar o desempenho dos três propulsores em termos de capacidade de produção de empuxo. Ambos os protótipos superaram o modelo comercial nos quesitos empuxo máximo e relação empuxo - potência, além de apresentarem maior praticidade em relação à forma de integração com o veículo, maior capacidade de comunicação, algoritmos de controle mais sofisticados e recursos de proteção contra sobrecorrente e superaquecimento. Dessa maneira, a viabilidade técnica de se projetar e fabricar propulsores elétricos do porte em questão para veículos subaquáticos em território nacional foi demonstrada.