Comparative analysis of the variation of the iron gap distancie and the number of poles in a double rotor generator of permanent magnets using finite elements

Los generadores de flujo axial son máquinas acopladas a turbinas de generación eólica, por lo cual surge la necesidad de analizar nuevas configuraciones que permitan enfrentar el aumento de las necesidades energéticas a nivel mundial. En este documento se propone, en análisis, diseño y simulación de tres topologías de un generador de doble rotor de imanes permanentes para aplicaciones de baja velocidad y baja potencia, a través del método de elementos finitos en 2D en el software COMSOL, tomando como referencia la distancia del entrehierro (3mm, 6mm y 9mm) y el efecto que este tiene sobre la densidad de flujo, además, una variación al número de polos (8 polos, 12 polos y 16 polos), observando el impacto en el voltaje de salida de cada uno de los generadores. Los resultados obtenidos muestran que la topología de estator ranurado, tiene una menor disminución de la densidad de flujo a medida que aumenta el entrehierro, mientras que la topología puramente sin núcleo presenta un mejor comportamiento en la forma de onda del voltaje de salida al variar el número de polos. El uso del método de elementos finitos dentro del diseño de nuevos generadores permite optimizar el dimensionamiento de las topologías, además, de facilitar la posibilidad de plantear nuevos escenarios que permitan observar el comportamiento de la máquina, a través, de los cambios en la densidad de flujo en los dientes y el núcleo del estator, el voltaje generado, y el número de polosAxial fllux generators are machines coupled to wind generation turbines, which is why the need arises to analyze new configurations that allow us to face the increase in energy needs worldwide. This document proposes, in analysis, design and simulation of three topologies of a permanent magnet double rotor generator for low speed and low power applications, through the finite element method in 2D in COMSOL software, taking as reference the air gap distance (3mm, 6mm and 9mm) and the effect this has on the flux density, in addition, a variation to the number of poles (8 poles, 12 poles and 16 poles), observing the impact on the output voltage of each of the generators. The results obtained show that the slotted stator topology has a lower decrease in flux density as the air gap increases, while the purely coreless topology presents a better behavior in the output voltage waveform when varying the output voltage. number of poles. The use of the finite element method within the design of new generators allows optimizing the dimensioning of the topologies, in addition, facilitating the possibility of proposing new scenarios that allow observing the behavior of the machine, through changes in the density of flux across the teeth and core of the stator, the voltage generated, and the number of poles

Generador axial para un generador eólico de baja potencia, selección, diseño y simulación en COMSOL multiphysic

Axial flux generators are machines used in wind generation systems, and given the growing interest in small-scale renewable energy, it is required to look for new configurations to address the increase in energy needs globally. This document discusses the selection, design and simulation of three topologies of a dual-rotor permanent axial flux magnet generator for low-speed, low-power (10 watt) applications, which are modeled by applying the finite element method in COMSOL 2D software, as a contribution to the Low Power Wind Generator Topologies research project. Thanks to this method it is possible to optimize the design and observe the density of magnetic flux in the teeth of the stator, air gap and magnetic poles. The results obtained are compared taking as reference the output power generated under the loads of 10, 40,100, 150 and 260 ohms, in addition indicate that topologies 1 and 3 (purely coreless and slotted stator) exhibit better behavior both in no-load and under load, when looking to reduce the weight of the machine implemented a HALBACH type matrix on the magnetic poles of the rotors.Los generadores de flujo axial son máquinas utilizadas en sistemas de generación eólica, y dado el creciente interés por las energías renovables a pequeña escala se requiere buscar nuevas configuraciones que permitan enfrentar el aumento de las necesidades energéticas a nivel mundial.  En este documento se analiza la selección, diseño y simulación de tres topologías de un generador de imanes permanentes de flujo axial de doble rotor para aplicaciones de baja velocidad y baja potencia (10 watios), las cuales se modelan aplicando el método de elementos finitos en el software COMSOL 2D, como aporte al proyecto de investigación Topologías de Generador Eólico de Baja Potencia, gracias a este método es posible optimizar el diseño y observar la densidad de flujo magnético en los dientes del estator, entrehierro y polos magnéticos. Los resultados obtenidos se comparan tomando como referencia la potencia de salida generada bajo las cargas de 10, 40,100, 150 y 260 ohmios, además indican que las topologías 1 y 3 (puramente sin núcleo y estado ranurado) presentan un mejor comportamiento tanto en vacío como bajo carga, al buscar reducir el peso de la maquina implementado una matriz tipo HALBACH en los polos magnéticos de los rotores

XV International Congress of Control Electronics and Telecommunications: "The role of technology in times of pandemic and post-pandemic: innovation and development for strategic social and productive sectors"

La anterior selección, motivados por la aseveración de Manuel Castells -hace casi 20 años ya- que la innovación y la difusión de la tecnología parecía ser la herramienta apropiada para el desarrollo en la era de la información. Este 2020, sin embargo, ante la situación disruptiva que aquejó y aqueja a la sociedad red como una estructura social emergente de la Era de la Información basada en redes de producción, energizadas por el poder y la experiencia; falló y debe reencontrar su rumbo. Es así que los problemas acuciantes, ahora, fueron: la atención sanitaria y la superación de la epidemia de Sars Cov 2; tomó forma la, hasta entonces, visión irrealista de Castells que … no podemos avanzar con nuestros modelos de desarrollo actual, destruyendo nuestro entorno y excluyendo a la mayor parte de la humanidad de los beneficios de la revolución tecnológica más extraordinaria de la historia, sin sufrir una devastadora reacción por parte de la sociedad y la naturaleza. Fue así que el Cuarto Mundo, específicamente, donde la suficiencia de recurso humano, de capital, trabajo, información y mercado -vinculados todos a través de la tecnología- supuso que atendería eficazmente a través de la población que podía por su capacidad hacer uso racional y profesional del conocimiento, las necesidades de la mayoritaria población vulnerable y vulnerada. Por lo anterior, poner en el centro a las personas, en entornos de tarea y trabajo globales hiperconectados combinando espacios físicos, corrientes de información con canales de conexión expeditos, y formando profesionales del conocimiento que asuman y afronten los retos derivados de la transformación digital de empresas, universidades, y organizaciones, pero en condiciones de equidad y sujetos de prosperidad, será el desafío en los escenarios presentes y futuros inmediatos.The previous selection, motivated by the assertion of Manuel Castells -almost 20 years ago- that innovation and diffusion of technology seemed to be the appropriate tool for development in the information age. This 2020, however, in the face of the disruptive situation that afflicted and continues to afflict the network society as an emerging social structure of the Information Age based on production networks, energized by power and experience; He failed and must find his way again. Thus, the pressing problems now were: health care and overcoming the Sars Cov 2 epidemic; Castells' until then unrealistic vision took shape that... we cannot advance with our current development models, destroying our environment and excluding the majority of humanity from the benefits of the most extraordinary technological revolution in history, without suffering a devastating reaction from society and nature. It was thus that the Fourth World, specifically, where the sufficiency of human resources, capital, work, information and market - all linked through technology - meant that it would serve effectively through the population that could, due to its capacity, make rational use. and knowledge professional, the needs of the majority vulnerable and vulnerable population. Therefore, putting people at the center, in hyperconnected global task and work environments, combining physical spaces, information flows with expedited connection channels, and training knowledge professionals who assume and face the challenges derived from the digital transformation of companies, universities, and organizations, but in conditions of equality and subject to prosperity, will be the challenge in the present and immediate future scenarios.Bogot