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Inácio, D., J. A. Inácio, J. Pina, S. Valtchev, M. Neves, J. Martins, and A. Rodrigues. "Conventional and HTS Disc motor with pole variation control." 2nd International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG'2009). 2009. 513-518. Abstract

In this paper, a poly-phase disc motor innovative feeding and control strategy, based on a variable poles approach, and its application to a high temperature superconductor (HTS) disc motor, are presented. The stator windings may be electronically commutated to implement a 2, 4, 6 or 8 poles winding, thus changing the motor's torque?speed characteristics. The motor may be a conventional induction motor with a conductive disc rotor, or a new HTS disc motor, with conventional copper windings at its two iron semi-stators and a HTS disc as a rotor. The conventional induction motor's operation principle is related with the induced electromotive forces in the conductive rotor. Its behaviour, characteristics and modelling through Steinmetz and others theories are well known. The operation principle of the motor with HTS rotor, however, is rather different and is related with vortices' dynamics and pinning characteristics; this is a much more complex process than induction, and its modelling is quite complicated. In this paper, the operation was simulated through finite-elements commercial software (FLUX2D), whereas superconductivity was simulated by the E-J power law. The electromechanical performance of both motor's computed are compared. Considerations about the systems overall efficiency, including cryogenics, are also discussed.

Ferreira, Jorge Controlo de Geradores de Indução Duplamente Alimentados em Turbinas Eólicas. Eds. Mário Neves, and João Pina. FCT-UNL, 2009. Abstract

A instalação em larga escala de turbinas eólicas equipadas com um gerador de indução duplamente alimentado (GIDA) tem vindo a promover a realização de vários estudos relacionados com potenciais soluções para a sua integração na rede eléctrica. Nesta tese apresenta-se uma técnica de controlo que permite regular as potências activa e reactiva do GIDA de forma estável e independente. A sua viabilidade é suportada não só por um estudo teórico prévio mas também pelos resultados da simulação de modelos desenvolvidos usando o software Matlab?Simulink?. Apesar de este sistema funcionar a velocidade variável (ainda que dentro de certos limites), continua a existir a necessidade de limitar a potência fornecida pela turbina eólica quando a velocidade do vento assume valores superiores ao nominal. Assim, faz-se também uma breve análise de alguns métodos de regulação de potência activos e passivos.

Inácio, David Comparação numérica e experimental das características dos Motores de Histerese Convencional e Supercondutor. Eds. Mário Neves, Anabela Gonçalves, and João Pina. FCT-UNL, 2008. Abstract

Os motores de histerese são muito atraentes, numa ampla gama de aplicações devido à característica binário - velocidade e simplicidade de construção. É esperado que o rendimento destes motores seja melhorado aquando do uso de materiais supercondutores de alta temperatura (SAT ? supercondutores de alta temperatura) e, de facto, os motores de histerese têm-se mostrado como, provavelmente, a melhor máquina eléctrica usando materiais SAT. Ambos os motores, quer convencional quer supercondutor (com SAT), são motores de histerese, mas apresentam diferentes fenómenos físicos para o seu funcionamento: o comportamento de histerese nos materiais ferromagnéticos convencionais é devido à falta de linearidade das suas propriedades magnéticas dos materiais ferromagnéticos enquanto a histerese nos materiais supercondutores de alta temperatura é de natureza ohmica e está relacionada com dinâmica de vórtices. Nesta tese aspectos teóricos, experimentais e simulados de ambos os motores são discutidos, realçando-se o princípio de funcionamento de cada um e as características mais relevantes de cada um. As características obtidas, quer por testes experimentais quer por uso do simulador usando elementos finitos (FLUX2D?), foram comparadas com o objectivo de avaliar o rendimento dos motores electromecânicos e a eficiência dos sistemas, incluindo a criogenia para os dispositivos supercondutores de alta temperatura.

Pina, João, Mário Neves, and Amadeu Rodrigues. "Case Study in the Design of HTS Machines: an All Superconducting Linear Synchronous Motor." 1st International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives, POWERENG. 2007. 185-190. Abstract

The electric and magnetic properties of high temperature superconductors and the possibility to cool them by cheap liquid nitrogen makes them attractive in power applications. An all superconducting linear synchronous motor is presented in this paper in order to quantify the benefits and disadvantages of such applications. The term ?all superconducting? is related with the absence of copper conductors and iron parts. Certain characteristics of the superconducting materials impose severe restrictions when used, e.g., as armature windings. A numerical method for deriving the thrust and lift forces developed in such a motor, driven by a typical current inverter, is presented.