Modelo escalable generador freno motor de alto par

Abstract

El objeto del presente trabajo es la elaboración de un proyecto denominado “Modelo escalable generador freno motor de alto par” y se centra en el ensayo, análisis, cálculo analítico y optimización de diversos modelos de máquinas rotativas eléctricas. El proyecto se enfoca desde el punto de vista del par máximo que pueden absorber estas máquinas debido a que en las turbinas eólicas actualmente se está tendiendo a eliminar la multiplicadora, elemento que da lugar a un gran número de indisponibilidades. Por tanto la velocidad nominal de rotación del aerogenerador es muy baja, en torno a 10 – 12 rpm, y por tanto el valor del par aumenta considerablemente. Además los modelos a pequeña escala podrían tener aplicación en la tecnología actual de vehículos eléctricos, funcionando como motor en la aceleración del vehículo y como freno y generador en la frenada, aprovechando así la energía que mediante el método de frenado convencional se disipa en calor. A partir de un generador empleado en la automoción, se pretende estudiar la generación de energía eléctrica de dos máquinas de flujo radial a pequeña escala, una con excitación eléctrica mediante bobinado y otra con excitación mediante imanes permanentes. Por último, se calcula de forma analítica el valor del par del modelo de imanes permanentes y se optimiza el modelo construido y un diseño existente de generador eólico.

The purpose of this work is the development of a project called “high torque generator-brake-motor scalable model” and focuses on the testing, analysis, analytical calculation and optimization of various models of electric rotating machines. This project is focused on the standpoint of the maximum torque that can be absorbed by these kind of machines due to the currently tendency to eliminate the gearbox, which element gives rise to a large number of unavailability. Therefore, the turbine rotation nominal speed is very low, around 10 to 12 rpm and for this reason, the torque value increases considerably. In addition to, small-scale models could be applicable to the current electric vehicle technology, running as an engine during vehicle acceleration and acting as a brake and generator under braking, taking advantage of the energy dissipated into heat in the conventional braking method. From a generator used in the automotive industry, this job tries to study the generation of electrical energy in two small scale radial flux machines: one excited by an electrical winding and the other one excited by permanent magnets. Finally, the permanent magnet model torque value is analytically calculated and the constructed model and an already existing wind turbine design are optimized.