SIERE: Sistema de Indução Eletromagnética para Recuperação de Energia Cinética
As fontes alternativas de energia são, atualmente e cada vez mais, objeto de pesquisas em todo o mundo, quer para suprir a crescente demanda, quer para atenuar os problemas ambientais decorrentes do uso de energia de origem fóssil principalmente. Não somente fontes alternativas são consideradas, mas também um melhor ou inovador aproveitamento de outros recursos energéticos ainda pouco explorados. O SIERE é um sistema proposto no LMEAE/UFRGS para aproveitamento da energia cinética de corpos que apresentam movimento linear, tais como veículos de transporte de carga e de passageiros, para produção de energia elétrica durante o processo de frenagem.
A figura 1 ilustra a aplicação do SIERE para um trem diesel elétrico. O SIERE é composto essencialmente de uma máquina de indução linear e de um conversor de frequência associado com um módulo regenerativo. O primário (1) da máquina de indução é estacionário e está localizado numa estação de frenagem, entre os trilhos do trem. O secundário, composto da lâmina condutora (2) e do núcleo magnético (3), está acoplado na parte inferior do trem e é compreendido de vários segmentos na locomotiva e nos vagões. Assim, a máquina linear é controlada de modo a produzir frenagem do trem, convertendo sua energia cinética em energia elétrica.
Figura 1
Um protótipo para estudo de características da máquina de indução linear operando como gerador foi projetado e construído no LMEAE, figura 2. O primário é fixo e tem a constituição tradicional de uma máquina de indução linear. Um disco duplo, composto de uma lâmina de alumínio e uma placa de aço de pequena espessura, emula o secundário longo (sem fim no caso) e linear da máquina. Isso é feito para se evitar a construção de uma linha longa e cara que comporte um secundário longo que possa deslocar-se com velocidade constante. O disco está acoplado mecanicamente a uma máquina de corrente contínua que é alimentada por um conversor CA-CC.
Corte das chapas magnéticas na máquina de eletro-erosão a fio.
(b) Montagem do núcleo e bobinagem
Primário completo da máquina de indução linear
(d) Montagem da bancada de ensaios e do disco
Figura 2
A máquina de indução linear apresenta efeitos de extremidade que não aparecem na máquina de indução rotativa convencional. Os efeitos de extremidade são de difícil modelagem, produzem desequilíbrios entre as fases e degradam as características de desempenho da máquina. A utilização da bancada de ensaios, com transdutor de conjugado e de outros instrumentos de medição, permite a obtenção experimental de grandezas associadas ao funcionamento da máquina linear, tais como: força mecânica, velocidade, correntes, tensões, potências, energia, rendimento e outras.
O projeto está em andamento, com financiamento do CNPq, e já gerou um pedido de depósito de patente junto ao INPI, PI1003293-2, além de publicações em eventos nacionais e internacionais.
Assista o vídeo sobre este projeto apresentado no FINOVA 2013 clicando aqui.