Estudi de la optimització en el disseny de màquines SRM utilitzant elements finits

Abstract

El disseny i la posterior fabricació de motors elèctrics són processos extensos i dificultosos, ja que comprenen una gran quantitat de variables a tenir en compte per l’òptim dimensionament final de la màquina. Aquest fet és agreujat en els motors de reluctància autocommutats o SRM (Switched Reluctance Motors) ja que són un tipus d’accionaments composats per diferents components que hauran d’anar correctament entrelligats com veurem posteriorment. En el present projecte es mostrà com emprar determinat software per dissenyar l’estructura electromagnètica i aplicar-hi una lògica de control a motors SRM, mitjançant un procés i una metodologia concrets, i posteriorment analitzar els resultats amb la finalitat d’adequar el disseny a les necessitats de l’aplicació per la qual ha estat pensat. Per aconseguir comprendre i seguir la metodologia s’ha estructurat el projecte de tal manera que, primerament coneixerem la constitució i funcionament dels motors SRM i es recolliran provinents de la bibliografia la influència que pugui tenir la variació de diverses variables en el seu comportament, per les posteriors optimitzacions del primer disseny. Aquest disseny inicial s’obtindrà del seguiment d’una metodologia de procés de disseny concreta, utilitzant una fulla de càlcul a partir de les dades i limitacions de disseny. La construcció i posterior anàlisi del comportament virtual del l’estructura del motor serà realitzada mitjançant el software d’elements finits Flux 10.4.2 i una aplicació concreta d’aquest software anomenada Coupling to Simulink que ens permetrà implementar la lògica de commutació de les fases del motor i veure el comportament dinàmic d’aquest. Seguidament hem validat la metodologia emprada en el disseny i anàlisi de motors SRM. Per realitzar-ho s’han contrastat els resultats d’un motor SRM 8/6 real, del que hem disposat dades d’assajos mitjançant elements finits, i un model dissenyat a partir del procés descrit anteriorment. Per últim hem aplicat la metodologia per elaborar i analitzar el disseny inicial d’un motor destinat a traccionar una motocicleta de trial amb unes dades i limitacions proporcionades.