Proyectos

Introducción

El desarrollo de máquinas eléctricas de baja velocidad, de gran robustez, de alto rendimiento y que hagan uso intensivo de cobre entrega una alterativa interesante para los problemas de accionamientos de velocidad variable. En efecto, poder contar con motores y generadores eléctricos que no requieran sistemas de acondicionamiento de velocidad, elevadores o reductores, simplifican las instalaciones y reducen los costos de mantención y operación permitiendo eliminar importantes inversiones, en términos relativos, por estos concepto. Asimismo, los problemas inherentes al calentamiento de un dispositivo de conversión electromecánica, se ven remediados por las propiedades de térmica propias del cobre y sus aleaciones, lo que, a su vez, permite obtener estructuras más firmes y livianas.

La configuración axial de las máquinas eléctricas, presentan atractivas propiedades en aplicación en la cual se requiere alto torque y bajas velocidades. De hecho, la mayor distancia del eje hasta el punto donde se efectúa el proceso de conversión electromagnéticas, así como el mayor número de polos que se puede ubicar hacen de este tipo de máquinas candidatas ideales para aplicaciones tales como tracción y generación eólica. Su topología permite el apilamiento sucesivos de piezas rotóricas y estatoricas (ver fig. 2), manteniendo una saturación del circuito magnético de una manera pareja y aumentando el nivel de densidad potencia y torque. Desde el punto de vista constructivo, resultan más eficientes debido a que pueden ser armadas en base a estructuras rectangulares de fierro silicoso (yugos y dientes) lo que reduce las pérdidas de material a momento del matrizado. 

La configuración axial se caracteriza por que el flujo magnético recorre un camino paralelo al eje, disponiéndose los devanados en el sentido radial siendo el Rotor y Estator del tipo disco. Con ello se consigue una mayor densidad de energía y un mejor aprovechamiento de los materiales activos obteniendo máquinas de alto torque y bajas velocidades con un rendimiento elevado, para un "frame" similar a una máquina tradicional de flujo radial de igual potencia.  

El trabajo desarrollado en este proyecto presenta los aspectos relacionados con el Diseño, la Construcción y la Puesta a Punto de un generador eléctrico 5 KVA y 500 rpm con geometría Axial que hace uso de Imanes Permanentes como fuente excitatriz.  El diseño involucra la la obtención de tensiones sinusoidales trifásicas. El campo de aplicación de este tipo de máquinas se orienta a la implementación de microcentrales generadoras de energía a partir de pequeños cursos de agua, que permitan abastecer a asentimientos  humanos en zonas aisladas y/o alejadas de las líneas comerciales de distribución.  

La topología del Generador de Flujo Axial está compuesta por un estator central y dos rotores laterales donde se alojan las piezas polares de imanes permanentes con el respectivo yugo de material ferromagnético que cierra el circuito magnético del rotor. El estator está formado por dos Discos de Sujeción de bronce, que van sólidamente unidos a la carcasa, en ellos se ubican los dientes dispuestos radialmente

 cuales se ubican 6 conjuntos de bobinas, dos por fase, que se conectan en serie. Los dientes son fabricados a partir de piezas rectangulares de fierro silicoso. En cada una de  las piezas rotóricas, igualmente de bronce, se insertan 12 piezas polares de imanes permanentes de alta remanencia  y coercitividad (Neodimio-Fierro-Boro) magnetizados en la dirección axial y en forma consecuente. Por detrás de los imanes se ubica el yugo del rotor compuesto de láminas de fierro. Finalmente, la carcasa y las tapas laterales conforman la estructura mecánica soportante y entregan un medio de evacuación del calor producido durante la operación de la máquina. 



Maquina de Induccion de flujo axial

Este proyecto contempla el diseño, construcción y puesta a punto de un Motor de Inducción con flujo axial de 25 HP y 500 RPM. La topología corresponde a un motor con dos entrehierros y rotor central. El rotor anisotrópico posee una alta permeabilidad en el sentido axial y al mismo tiempo gran conductividad eléctrica. Esta compuesto de alambres de acero, distribuidos dentro de una pieza de cobre, de tal maneta que el circuito magnético no tiene perdidas de flujo, Así la dispersión se reduce al mínimo.

El estator esta compuestos por dos secciones laterales de dientes rectangulares, donde se alojan los bobinados trifásicos. Esta disposición permite una alta dispersión que reduce los peak de corriente ante cargas de impacto y limita el contenido armónico de la corriente de los inversores de corriente.

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