Abstract:
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En este proyecto se realizará el diseño de un generador síncrono de imanes
permanentes y rotor exterior para ser instalado en una turbina eólica de eje
horizontal. El diseño se basará en una turbina eólica disponible en el mercado, más
concretamente, una turbina de la empresa Bornay. También, eléctricamente, se basará
en diseñar el generador para que se adapte a un inversor disponible en el mercado, ya
que, diseñar un inversor para el generador provocaría un sobrecoste.
Una vez seleccionados los elementos en que se basará el diseño del generador, se
establecerán unas restricciones con el objetivo de cumplir con las exigencias de la
aplicación. De esta manera, durante el transcurso del proyecto, se irán calculando y
analizando las características magnéticas y eléctricas que darán forma al generador
síncrono, sin olvidarnos de que se ha de adaptar a una turbina eólica e inversor
electrico en concreto. Así pues, se determinarán las dimensiones del generador, los
materiales empleados y la configuración de características del devanado situado en el
estator.
Seguidamente, se realizará un modelo en 2D tanto lateral como longitudinalmente del
generador diseñado para realizar un estudio de simulación con el programa de
elementos finitos FEMM. De estas simulaciones se podrán extraer resultados que
determinarán algunos parámetros magnéticos, como también se podrá observar el
comportamiento magnético que ocurre dentro del generador en diferentes
condiciones de trabajo.
Conocidos todos los parámetros característicos de un generador síncrono, se realizará
un análisis de los resultados obtenidos con el objetivo de comprobar que estos
resultados se adaptan a la aplicación a la que va dirigida. Este análisis será bastante
interesante ya que se podrá ver la evolución de la potencia entregada en función de la
velocidad del viento, también se podrá ver la variación de la tensión, frecuencia e
intensidad de la corriente que hay en la salida del generador y se verá el rendimiento
que tendrá el generador en todo su rango de funcionamiento.
Finalmente, se ideará como se realizaría el montaje del generador diseñado en la
turbina eólica y se estimará el coste económico de los elementos eléctricos que
componen la instalación para la generación eólica. |