Generador De Flujo Axial

Revista Facultad de Ingeniería
Universidad de Tarapaca
facing@uta.cl, carlosvillarroel@uta.cl

ISSN (Versión impresa): 0717-1072
ISSN (Versión en línea): 0718-1337
CHILE

2000
Rogel Wallace C. / Alejandro Rodríguez E.
DISEÑO DE UN GENERADOR DE FLUJO AXIAL CON IMANES PERMANENTES
PARA APLICACIONES EÓLICAS
Revista Facultad de Ingeniería, enero-junio, vol. 7
Universidad de TarapacaArica, Chile
pp. 3-12

Red de Revistas Científicas de América Látina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México

REVISTA FACULTAD DE INGENIERIA, U.T.A. (CHILE), VOL. 7, 2000

DISEÑO DE UN GENERADOR DE FLUJO AXIAL CON IMANES PERMANENTES
PARA APLICACIONES EOLICAS
Rogel Wallace C.1

Alejandro Rodríguez E.2

RESUMEN

Se presenta el diseño de un generador deflujo axial e imanes permanentes para aplicaciones eólicas. El diseño está
orientado a que la máquina genere a partir de bajas velocidades de viento, lo cual reduce la razón de transmisión del
mecanismo elevador de velocidad, lo que mejora el rendimiento del sistema eólico. Para lograr una mayor potencia del
generador se trabaja con ondas de flujo trapezoidal, las que se logran con una adecuadageometría de los imanes
permanentes. Se considera aleación amorfa para el circuito magnético del generador, lo que favorece la disminución de
las pérdidas por histéresis. La máquina se diseña con siete fases y tres devanados independientes, cada uno de los
cuales se conecta a un rectificador tipo puente de catorce pulsos, los que a su vez se pueden conectar en serie con el fin
de aumentar latensión en bornes del generador.

ABSTRACT
A design method is proposed for axial flux generator with permanent magnets, for wind generation applications. The
main purpose is to generate energy even at low wind speeds, thus reducing the ratio of speed transfer of the gear box,
achievieng better efficiency of the system. To increase generator power output, trapezoidal flux waves are used,through special permanent magnet geometry. To reduce losses due to hysteresis, amorphous alloy is used in the
magnetic circuit. A seven-phase design is considered, with three independent windings, each of them conected to a
fourteen pulse bridge rectifier. The rectifier outputs may be connected in series to increase the generator output
voltage.

INTRODUCCION
Una de las ventajas de las máquinascon imanes
permanentes, radica en que se reduce su volumen y
peso en comparación a una máquina tradicional
equivalente (con devanado de excitación en el rotor).
Las máquinas con imanes permanentes logran altos
rendimientos con reducido tamaño. Esto posibilita la
aplicación de generadores con flujo axial e imanes
permanentes para la producción de energía eléctrica
mediante turbinas eólicas.[1], [2], [3], [9], [13].
Un diseño adecuado para esta aplicación se basa en un
generador con flujo axial de estator central, donde se
ubican lateralmente dos piezas rotóricas solidarias al
eje de la máquina.(Fig. 1). Esta configuración de dos
entrehierros tiene la ventaja de cancelar las fuerzas
longitudinales sobre el estator, además esta
topología minimiza la inductancia de dispersión.1
2

Departamento Eléctrico Universidad de Concepción , Concepción-Chile
Departamento de Electrónica Universidad de Tarapacá, Arica-Chile

Además, el uso del generador con flujo axial de alto
torque hace innecesario el empleo de un mecanismo
elevador de velocidad.
Es importante recordar que el viento como fuerza
motriz es intermitente lo que implica una generación de
tensiones afrecuencia variable lo que obliga a utilizar
un rectificador a la salida del generador, para lograr
una tensión continua [4].

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DEL
DISEÑO
Los generadores sincrónicos de potencia, que
generalmente alimentan transformadores elevadores de
tensión se diseñan para producir en bornes tensiones
sinusoidales. Con este fin se construyen devanados
distribuidos y acortados,...