Estudo das propriedades magnético/mecânicas de núcleos para uso em polos de motores de fluxo axial produzidos a partir da metalurgia do pó

Abstract

Este trabalho desenvolveu a construção de geometrias modeladas através de Elementos Finitos (FEM) ante a construção dos núcleos do estator de um motor do tipo fluxo axial, este tipo de máquina que, compõe-se de materiais ferromagnéticos, produzidos a partir da metalurgia do pó. O núcleo, comumente construído de chapas laminadas, norteia a possibilidade dos materiais SMC’s (Soft Magnetic Composites) como alternativa ao laminado de grão não-orientado. Desta forma, o modelo computacional vem a levantar os comportamentos e geometria da máquina. Foi utilizado o software ANSYS ELETRONICS, de maneira a efetuar a simulação e, validar os parâmetros apurados das caracterizações, visando futura aplicação a uma máquina elétrica de fluxo axial do tipo YASA (Yokeless and Segmented Armature) a ser utilizada no carro da equipe de competição da Fórmula SAE elétrica da UFRGS (equipe E-Power). Como resultados, desenvolveram-se núcleos e, demais geometrias visando-se a validação do uso da tecnologia e confirmação de parâmetros tridimensionais, a partir das caracterizações, o qual auxiliará na composição total do estator da máquina elétrica, tem-se que, para região de 7500 A/m as variações de B ficaram entre 1,5 e 1,42 T, para Somaloy® 1P, 1,55 e 1,25 T, para Somaloy® 3P, e, 1,42 e 1,35 T para Somaloy® 5P.

This work developed the construction of geometries modeled through Finite Elements (FEM) against the construction of the stator cores of an axial flow motor, this type of machine that is composed of ferromagnetic materials, produced from powder metallurgy. . The core, commonly constructed of laminated sheets, guides the possibility of SMC's (Soft Magnetic Composites) materials as an alternative to non-oriented grain laminate. In this way, the computational model comes to raise the behaviors and geometry of the machine. The software ANSYS ELETRONICS was used in order to perform the simulation and validate the parameters of the characterizations, aiming at future application to a YASA (Yokeless and Segmented Armature) axial flow electric machine to be used in the competition team's car. of the electric Formula SAE of UFRGS (E-Power team). As a result, cores and other geometries were developed aiming at the validation of the use of the technology and confirmation of three-dimensional parameters, from the characterizations, which will help in the total composition of the stator of the electrical machine, we have that, for the region of 7500 A/m the variations of B were between 1.5 and 1.42 T, for Somaloy® 1P, 1.55 and 1.25 T, for Somaloy® 3P, and, 1.42 and 1.35 T for Somaloy® 5P.