Análisis rápido y optimización de un engranaje magnético basado en modelado de subdominios
Autores: Nguyen, Manh-Dung; Jung, Woo-Sung; Hoang, Duy-Tinh; Kim, Yong-Joo; Shin, Kyung-Hun; Choi, Jang-Young
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis rápido y optimización de un engranaje magnético basado en modelado de subdominios
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Optimización
Corriente de Foucault
Pérdida de hierro
Engranaje magnético
Método de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un método analítico bidimensional para una optimización rápida, teniendo en cuenta la influencia de la corriente de Foucault en un imán y la pérdida de hierro dentro de un engranaje magnético coaxial. Se utilizó modelado de subdominios para obtener potenciales vectoriales en la región de la entrehierro, imán y modulación mediante la resolución de las ecuaciones de Maxwell. Después, se predijeron las pérdidas en el imán, rotor y modulación y se compararon utilizando una simulación de método de elementos finitos dentro de tres topologías con relaciones de engranajes que van de cinco a seis. Los autores mejoraron el rendimiento de la máquina, específicamente la densidad de par, empleando una función multiobjetivo con optimización por enjambre de partículas. La densidad de flujo obtenida utilizando el modelado de subdominios en tan solo 0.5 s beneficia el proceso de optimización, resultando en un modelo óptimo de densidad de par después de alrededor de 3 h. Se fabricó un prototipo 3/19/16 dirigido a una aplicación de generador permanente de baja velocidad y alto par para verificar los resultados analíticos y de simulación.
Descripción
Este estudio presenta un método analítico bidimensional para una optimización rápida, teniendo en cuenta la influencia de la corriente de Foucault en un imán y la pérdida de hierro dentro de un engranaje magnético coaxial. Se utilizó modelado de subdominios para obtener potenciales vectoriales en la región de la entrehierro, imán y modulación mediante la resolución de las ecuaciones de Maxwell. Después, se predijeron las pérdidas en el imán, rotor y modulación y se compararon utilizando una simulación de método de elementos finitos dentro de tres topologías con relaciones de engranajes que van de cinco a seis. Los autores mejoraron el rendimiento de la máquina, específicamente la densidad de par, empleando una función multiobjetivo con optimización por enjambre de partículas. La densidad de flujo obtenida utilizando el modelado de subdominios en tan solo 0.5 s beneficia el proceso de optimización, resultando en un modelo óptimo de densidad de par después de alrededor de 3 h. Se fabricó un prototipo 3/19/16 dirigido a una aplicación de generador permanente de baja velocidad y alto par para verificar los resultados analíticos y de simulación.