Dissertação
Performance Analysis of a Permanent-Magnet Flux-Switching Generator With a "Star-Like" Rotor Configuration EVALUATED
Os comportamentos térmicos e eletromagnéticos dos materiais ferromagnéticos, em particular, dos magnetos permanentes, são fundamentais no desenvolvimento de máquinas elétricas para aplicações aeronáuticas. Esta tese baseia-se num estudo anterior [1] sobre uma máquina de magnetos permanentes de relutância variável para um motor Turbofan de um Boeing 767, acoplado ao seu veio através de uma caixa de velocidades. No entanto, durante os estudos anteriores, o foco incidiu sobre a otimização da geometria do gerador para reduzir vibrações excessivas no binário e satisfazer as exigências de potência, sem ter em conta os efeitos negativos que a exposição a altas temperaturas poderá ter no gerador. Na análise térmica, recorreu-se ao arrefecimento passivo, através do fluxo de ar proveniente da turbina. Durante o TAXI, as temperaturas atingiram 400ºC, enquanto durante a descolagem atingiram somente 150ºC. Em voo as temperaturas atingiram valores inferiores a 17,9ºC. As temperaturas elevadas durante o TAXI e a descolagem causaram um elevado stress térmico, colocando em causa as propriedades magnéticas dos PMs. A análise eletromagnética realizou-se com temperaturas entre 20ºC a 280ºC. Os resultados demonstraram perdas significativas de eficiência com o aumento da temperatura. A 280ºC, a energia magnética diminuiu 53,2%, o fluxo magnético diminuiu 24,8% e a força eletromotriz diminuiu 18,4%. Estes valores indicam uma redução significativa da eficiência do gerador para temperaturas elevadas. Em estudos futuros, deverão dar prioridade a sistemas de arrefecimento ativos, assim como melhorias dos materiais e da geometria no que diz respeito à dissipação de calor, de modo garantir a viabilidade do gerador.
outubro 30, 2024, 14:0
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Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Catedrático