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Diseño y construcción de un generador de flujo radial de imanes permanentes de neodimio con polos salientes en el rotor

Abstract:

El presente trabajo técnico tiene como objetivo el diseño y construcción de un generador de imanes permanentes de flujo radial con polos salientes en el rotor y realización de pruebas de funcionamiento con una turbina Michell Banki y una Pelton sumados a estos una bomba de diafragma. La máquina eléctrica diseñada consta de las siguientes etapas: 1) selección del grado de magnetización del imán, materiales del núcleo del inductor e inducido y bobinado, tipo de bobinado, número de ranuras por polo y por fase, densidad de corriente lineal y número de pares de polos, 2) dimensionamiento del diámetro interno y externo del estator, espacio de entrehierro, diámetro exterior de rotor, longitud axial del inducido, cálculo del número de ranuras y espiras por fase, calibre de alambre y pérdidas por hierro y cobre, 3) selección de rodamientos, sistema de transmisión de potencia y dimensionamiento dinámico del eje del inductor, 4) construcción del generador, 5) obtención de resultados. La adquisición de datos en tiempo real se realizó mediante un equipo electrónico, con configuraciones de conexión simple y estrella de bobinas, obteniendo como resultados: a) la eficiencia alcanzada en una fase es del 5,1 % con una potencia de 32 (W) con revoluciones de giro entre 830 y 814 (rpm) y caudales de 115 y 68 (m3/h) en las turbinas Michell Banki y Pelton respectivamente, b) conexión estrella de bobinas, la eficiencia obtenida es del 78 % a una potencia de 1,4 (kW) con revoluciones de giro entre 820 y 804 (rpm) y caudales de 129 y 72 (m3/h) en las turbinas Michell Banki y Pelton respectivamente. El sistema turbobomba-generador resultó bastante eficiente, amplía sus aplicaciones a la generación de electricidad, bombeo de agua y técnicas constructivas, proyecto que servirá para aplicaciones a futuro en sectores vulnerables.