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Abstract
En este Trabajo Fin de Máster (TFM) se ha realizado el estudio de un rodamiento magnético activo axial mediante simulaciones de elementos finitos. Así, en primer lugar, se ha realizado una revisión del estado del arte sobre rodamientos magnéticos para estudiar las topologías que se utilizan en el diseño de los mismos. Tras esto, se ha simulado un modelo mediante el programa Finite Element Method Magnetic (FEMM v4.2) a partir de uno de los modelos publicados. Una vez se dispone del modelo simulado, se han realizado una serie de pruebas de validez para analizar la sensibilidad de los resultados obtenidos frente a diversas modificaciones en el entorno de FEMM. Asimismo, se ha comparado el modelo simulado con el modelo validado mediante varios estudios para evaluar su comportamiento electromagnético. Después, se ha profundizado en el estudio paramétrico de la geometría que define el rodamiento magnético, con el objetivo de simular un modelo mediante FEMM que mejore las prestaciones del modelo validado. Para ello, se ha implementado un algoritmo en Matlab vR2011 que ejecuta FEMM y permite el diseño y análisis de rodamientos magnéticos activos axiales, basados en la topología estudiada, pero con los parámetros geométricos que se deseen. Así, con esta herramienta diseñada en Matlab, se ha podido llevar a cabo el estudio paramétrico del rodamiento de una manera más visual y rápida. En consecuencia, tras el estudio de diversas modificaciones en la geometría del rodamiento magnético, se ha simulado un rodamiento magnético activo axial que aporta más fuerza axial que el modelo validado. Por último, se ha simulado un modelo mediante FEMM de un rodamiento magnético activo axial que permite compensar las fuerzas resultantes en sentido axial para un prototipo operativo de rotor levitado. Iturrate Gil, Iker Xabier; Letosa Fleta, Jesús
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Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Trabajo Fin de Máster Estudio de un rodamiento magnético activo axial mediante simulaciones de elementos finitos Autor/es Iker Xabier Iturrate Gil Director/es Jesús Letosa Fleta Escuela de Ingeniería y Arquitectura de Zaragoza 2012
Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxial mediantesimulacionesdeelementosfinitos ‐‐‐RESUMEN‐‐‐ EnesteTrabajoFindeMáster(TFM)seharealizadoelestudiodeunrodamientomagnético activoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos. Así,enprimerlugar,seharealizadounarevisióndelestadodelartesobrerodamientos magnéticosparaestudiarlastopologíasqueseutilizaneneldiseñodelosmismos. Trasesto,sehasimuladounmodelomedianteelprogramaFiniteElementMethodMagnetic (FEMMv4.2)apartirdeunodelosmodelospublicados. Unavezsedisponedelmodelosimulado,sehanrealizadounaseriedepruebasdevalidezpara analizarlasensibilidaddelosresultadosobtenidosfrenteadiversasmodificacionesenel entornodeFEMM.Asimismo,sehacomparadoelmodelosimuladoconelmodelovalidado mediantevariosestudiosparaevaluarsucomportamientoelectromagnético. Después,sehaprofundizadoenelestudioparamétricodelageometríaquedefineel rodamientomagnético,conelobjetivodesimularunmodelomedianteFEMMquemejorelas prestacionesdelmodelovalidado.Paraello,sehaimplementadounalgoritmoenMatlab vR2011queejecutaFEMMypermiteeldiseñoyanálisisderodamientosmagnéticosactivos axiales,basadosenlatopologíaestudiada,peroconlosparámetrosgeométricosquese deseen.Así,conestaherramientadiseñadaenMatlab,sehapodidollevaracaboelestudio paramétricodelrodamientodeunamaneramásvisualyrápida.Enconsecuencia,trasel estudiodediversasmodificacionesenlageometríadelrodamientomagnético,sehasimulado unrodamientomagnéticoactivoaxialqueaportamásfuerzaaxialqueelmodelovalidado. Porúltimo,sehasimuladounmodelomedianteFEMMdeunrodamientomagnéticoactivo axialquepermitecompensarlasfuerzasresultantesensentidoaxialparaunprototipo operativoderotorlevitado.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos1de88 I ÍNDICEGENERAL 1.INTRODUCCIÓN........................................................................................................................5 2.MODELODEELEMENTOSFINITOSDELRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIAL....................6 2.1ESTRUCTURAYFUNCIONAMIENTODELRODAMIENTOMAGNÉTICO...........................................................6 2.2CRITERIOSINICIALESDEDISEÑOCONFEMM.....................................................................................10 2.3PARÁMETROSDELDISEÑODELMODELOMEDIANTEFEMM.................................................................12 2.4MATERIALESDELRODAMIENTOMAGNÉTICO.....................................................................................12 3.PRUEBASDEVALIDEZDELMODELOSIMULADODELRODAMIENTOMAGNÉTICO.....................13 3.1ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSFRENTEADISTINTASCONDICIONESDEMALLADO.......................14 3.2ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSFRENTEAMATERIALESDEDISTINTAPERMEABILIDAD..................15 3.3ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSFRENTEAALARGAMIENTODELAFRONTERA..............................16 3.4ESTUDIODEFUERZAAXIALFRENTEALGAP........................................................................................18 3.5ESTUDIODEFUERZAAXIALFRENTEALACORRIENTE.............................................................................22 4.METODOLOGÍAEMPLEADAENELESTUDIOPARAMÉTRICODELRODAMIENTOMAGNÉTICO....24 4.1INTERFAZGRÁFICADELALGORITMODEMATLAB................................................................................24 4.2CONTENIDODELALGORITMODEMATLAB.........................................................................................27 4.3RESULTADOSDELALGORITMODEMATLAB........................................................................................27 4.4EJEMPLOSDEFUNCIONAMIENTODELOSALGORITMOSDEMATLAB........................................................28 5.RESULTADOSDELESTUDIOPARAMÉTRICODELRODAMIENTOMAGNÉTICO............................30 5.1MODIFICACIÓNDELOSDIÁMETROS.................................................................................................30 5.2MODIFICACIÓNDEANCHURAS........................................................................................................32 6.DISEÑODEUNRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALPARAUNVOLANTEDEINERCIA......38 6.1DESCRIPCIÓNDELPROTOTIPOOPERATIVODEROTORLEVITADO.............................................................38 6.2ESTUDIOAREALIZARENELPROTOTIPOOPERATIVODEROTORLEVITADO.................................................43 7.CONCLUSIONESYTRABAJOFUTURO.......................................................................................46 8.BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................................47 9.ANEXOS..................................................................................................................................48 9.1CÓDIGOFUENTEDELALGORITMODEMATLAB“FAXIAL_VS_GAP.M”....................................................48 9.2CÓDIGOFUENTEDELALGORITMODEMATLAB“FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”...........................................68 9.3CÓDIGOFUENTEDELAFUNCIÓNDEMATLAB“COMPROBACIÓN_ERRORES.M”DE“FAXIAL_VS_GAP.M”......87 9.4CÓDIGOFUENTEDELAFUNCIÓNDEMATLAB“COMPROBACIÓN_ERRORES2.M”DE “FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”..................................................................................................................88
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos2de88 II ÍNDICEDEFIGURAS FIGURA2.1.RODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALREALIZADOMEDIANTEAUTOCADCON(A)TEXTURASACOLOR; (B)TEXTURASREALES.........................................................................................................................................7 FIGURA2.2.SECCIÓNTRANSVERSALDELRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALREALIZADAMEDIANTEAUTOCADCON (A)TEXTURASACOLOR;(B)TEXTURASREALES.........................................................................................................7 FIGURA2.3.BUCLEDECONTROLBÁSICODEUNRODAMIENTOMAGNÉTICOYSUSELEMENTOS.........................................8 FIGURA2.4.COMPARACIÓNDEFUERZAS:(A)MUELLEMECÁNICO;(B)ELECTROIMÁN(CONUNACORRIENTECONSTANTE); (C)ELECTROIMÁN(CONUNGAPCONSTANTE)..........................................................................................................9 FIGURA2.5.ALZADODELASECCIÓNTRANSVERSALDELRODAMIENTOMAGNÉTICO......................................................11 FIGURA2.6.PARÁMETROSGEOMÉTRICOSDELRODAMIENTOMAGNÉTICO..................................................................11 FIGURA3.1.ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSCONDISTINTASCONDICIONESDEMALLADO.GRÁFICADEFUERZA AXIALFRENTEALGAPCONUNACORRIENTECONSTANTEDE2A................................................................................14 FIGURA3.2.ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSCONMATERIALESDEDISTINTAPERMEABILIDAD.GRÁFICADEFUERZA AXIALFRENTEALGAPCONUNACORRIENTECONSTANTEDE2A................................................................................16 FIGURA3.3.ENTORNODEFEMMCONUNAFRONTERADERADIOELDOBLEQUEELRADIODELESTATOR.........................17 FIGURA3.4.ESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOSCONFRONTERASDEDISTINTOTAMAÑO.GRÁFICADEFUERZAAXIAL FRENTEALGAPCONUNACORRIENTECONSTANTEDE2A.........................................................................................18 FIGURA3.5.SIMULACIÓNENFEMMDELAFUERZAAXIALFRENTEALGAPCONUNACORRIENTEDE1AYUNGAPDE3MMEN LAQUESEVISUALIZALA(A)TRAYECTORIADELASLÍNEASDEFLUJOMAGNÉTICOENELRODAMIENTOMAGNÉTICO;(B)VALORES DELMÓDULODEINDUCCIÓNMAGNÉTICA.............................................................................................................19 FIGURA3.6.GRÁFICADEFUERZAAXIALFRENTEALGAPCONDISTINTASCURVASDECORRIENTEOBTENIDACONFEMM......20 FIGURA3.7.GRÁFICADEFUERZAAXIALFRENTEALACORRIENTECONDISTINTASCURVASDEGAPOBTENIDACONFEMM....23 FIGURA4.1.INTERFAZGRÁFICACREADAMEDIANTEOCTAVEPARAELALGORITMO“FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”...............26 FIGURA4.2.INTERFAZGRÁFICACREADAENMATLABPARAELALGORITMO“FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”.........................26 FIGURA4.3.OPERACIONESREALIZADASMEDIANTELAINTERFAZGRÁFICADELALGORITMO“FAXIAL_VS_CORRIENTE.M” MOSTRANDO:(A)VALIDACIÓNDEERRORES;(B)MENSAJEDEEJECUCIÓNDEFEMM;(C)CÁLCULODELOSPARÁMETROSDEL DEVANADO.....................................................................................................................................................26 FIGURA4.4.INTERFAZGRÁFICACONLOSPARÁMETROSDELEJEMPLOREALIZADOCONELALGORITMO“FAXIAL_VS_GAP.M” CONUNACORRIENTECONSTANTEDE2A.............................................................................................................28 FIGURA4.5.EJECUCIÓNDEUNEJEMPLOPARAELALGORITMO“FAXIAL_VS_GAP.M”CONUNACORRIENTEDE2A MOSTRANDO:(A)CÁLCULODELOSPARÁMETROSDELDEVANADO;(B)DISEÑOGRÁFICOOBTENIDOCONFEMM...............29 FIGURA4.6.EJECUCIÓNDEUNEJEMPLOPARAELALGORITMO“FAXIAL_VS_GAP.M”CONUNACORRIENTEDE2A MOSTRANDO:(A)GRÁFICADELAFUERZAAXIALFRENTEALGAP;(B)VALORESDELGRÁFICODEFUERZAAXIALFRENTE ALGAP..........................................................................................................................................................29 FIGURA4.7.EJECUCIÓNDEUN2ºEJEMPLOPARAELALGORITMO“FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”CONGAPDE2MM:(A) GRÁFICADELAFUERZAAXIALFRENTEALACORRIENTE;(B)VALORESDELGRÁFICODEFUERZAAXIALFRENTEALA CORRIENTE.....................................................................................................................................................29 FIGURA5.1.FUERZAAXIALFRENTEALACORRIENTECONUNGAPDE3MMPARARODAMIENTOSCONMODIFICACIONESENLOS DIÁMETROS....................................................................................................................................................31
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos3de88 FIGURA5.2.FUERZAAXIALFRENTEALGAPCONUNCORRIENTEDCDE3APARARODAMIENTOSCONMODIFICACIONESENLOS DIÁMETROS....................................................................................................................................................31 FIGURA5.3.DISEÑOGRÁFICODELRODAMIENTOMAGNÉTICOOBTENIDOENFEMMCONELALGORITMO “FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”(A)SINCUERNOSENELRODAMIENTO;(B)SINCUERNODELDISCOROTÓRICOY(C)SINCUERNO DELDISCODELESTATOR....................................................................................................................................32 FIGURA5.4.FUERZAAXIALFRENTEALACORRIENTECONUNGAPDE3MMPARARODAMIENTOSCONMODIFICACIONESENLAS ANCHURAS.....................................................................................................................................................33 FIGURA5.5.FUERZAAXIALFRENTEALGAPCONUNCORRIENTEDCDE3APARARODAMIENTOSCONMODIFICACIONESENLAS ANCHURAS.....................................................................................................................................................33 FIGURA5.6.DISEÑOGRÁFICODELRODAMIENTOMAGNÉTICOOBTENIDOENFEMMCONELALGORITMO “FAXIAL_VS_CORRIENTE.M”(A)CONANILLOSMÁSGRUESOS,(B)CONANILLOSMÁSESTRECHOSY(C)CONANILLOINTERNO MÁSESTRECHOYANILLOEXTERNOMÁSANCHO.....................................................................................................34 FIGURA6.1.ESTRUCTURADELPROTOTIPOOPERATIVODEROTORLEVITADODE[8]......................................................38 FIGURA6.2.SECCIÓNTRANSVERSALDELAESTRUCTURADELROTORDELPROTOTIPOOPERATIVODEROTORLEVITADO REALIZADACONAUTOCAD.................................................................................................................................39 FIGURA6.3.ACOPLAMIENTODELRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALALPROTOTIPOOPERATIVODEROTOR LEVITADO.......................................................................................................................................................40 FIGURA6.4.CARACTERÍSTICADEFUERZAAXIALFRENTEALDESPLAZAMIENTOAXIALDELPROTOTIPODEROTORLEVITADOEN AUSENCIADELPESODELROTOR..........................................................................................................................41 FIGURA6.5.GRÁFICADELPESODELROTORDELPROTOTIPODEROTORLEVITADOFRENTEALDESPLAZAMIENTOAXIAL.........41 FIGURA6.6.CARACTERÍSTICADEFUERZAAXIALFRENTEALDESPLAZAMIENTOAXIALDELPROTOTIPODEROTORLEVITADOEN CONSIDERANDOELPESODELROTOR....................................................................................................................42 FIGURA6.7.GRÁFICADEFUERZAAXIALFRENTEALGAPCONUNACORRIENTECONSTANTEDE3A(IZQUIERDA)YFRENTEALA CORRIENTECONELGAPDELPUNTODEEQUILIBRIODE1MM(DERECHA)OBTENIDACONFEMMENUNRODAMIENTO MAGNÉTICOACTIVOAXIALDISEÑADOPARAELPROTOTIPODE[8]..............................................................................44 FIGURA6.8.CÁLCULODELDEVANADODELMODELOSIMULADODERODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALPARAEL PROTOTIPODE[8]...........................................................................................................................................45
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos4de88 III ÍNDICEDETABLAS TABLA2.1.PARÁMETROSDELMODELOVALIDADODELRODAMIENTOMAGNÉTICO[1]...............................................12 TABLA3.1.TAMAÑODELASFRONTERASANALIZADASPARAELESTUDIODESENSIBILIDADDERESULTADOS.....................16 TABLA5.1.PARÁMETROSDELMODELODELRODAMIENTOMAGNÉTICOCONANILLOSELECTROMAGNÉTICOSDE10MMDE ANCHURA......................................................................................................................................................35 TABLA5.2.MASADELDISCOROTÓRICOSEGÚNELMODELOPUBLICADOEN[1]YSEGÚNELMODELOSIMULADOCON ANILLOSELECTROMAGNÉTICOSDE10MM...........................................................................................................36 TABLA5.3.COMPARACIÓNDEFUERZAAXIALOBTENIDAFRENTEALGAPENTREELMODELOPUBLICADOEN[1]YELMODELO SIMULADOCONANILLOSDE10MMCONUNACORRIENTECONSTANTEDCDE3A......................................................36 TABLA5.4.COMPARACIÓNDEFUERZAAXIALOBTENIDAFRENTEALACORRIENTEENTREELMODELOPUBLICADOEN[1]YEL MODELOSIMULADOCONANILLOSDE10MMCONUNGAPCONSTANTEDE3MM......................................................37 TABLA6.1.PARÁMETROSDELROTORDELPROTOTIPODE[8]..................................................................................43 TABLA6.2.PARÁMETROSDELMODELODELRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALPARAELPROTOTIPOOPERATIVODE ROTORLEVITADO............................................................................................................................................43
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos5de88 1. INTRODUCCIÓN Lossistemasderodamientosmagnéticossonindispensablesparaelfuncionamientode máquinasrotativasdealtavelocidad.Presentanvariasventajasrespectoalosrodamientos clásicosdebolas,comosonelfuncionamientosinrozamiento,ausenciademantenimientoo bajaemisiónderuido.Asimismo,supotencialparaproporcionaraltasvelocidadessin rozamientohacedeestetipoderodamientoselcandidatoidealparaalgunasaplicaciones industrialescomo:bombasdevacío,discosduros,centrifugadorasdealtavelocidad,volantes deinercia,etc. Actualmente,sehandiseñadomuchasconfiguracionesparaestabilizarelmovimientodelrotor ensusdistintosgradosdelibertad,quegenéricamentepuedendividirseensistemasactivos [1][2]ypasivos[3][4],segúnutilicenonomecanismosdecontroldelafuerzaejercida.Según elgradodelibertaddelrotorsobreelqueactúen,hablaremosderodamientosmagnéticos radiales[5][6]oaxiales[1][7]. ElobjetivoprincipaldeesteTFMesdesarrollarunmodeloelectromagnéticopararodamientos magnéticosactivosdefuerzaaxialdelatopologíadescritaen[1].Dichatopologíaaestudiar,se haelegidoporserdeinterésenelproyectodeinvestigación[8],trasunestudiodela bibliografíasobreeltema.Conelmodelodesarrollado,sequierenestudiarlasprestacionesde estetipoderodamientoenfuncióndelosparámetrosgeométricosymaterialesquelo definen.Así,losproblemasqueseabordanenesteTFMylosobjetivosquesedeseancumplir secitanacontinuación: Revisióndelestadodelartesobrerodamientosmagnéticosactivosaxiales. Diseñoeimplementacióndeunmodeloelectromagnéticodelrodamientomagnético activoaxialmedianteunprogramadeelementosfinitosen2Dquepermitaanalizarsu funcionamiento. Comparacióndelmodelodesarrolladoconunmodelovalidado. Estudioparamétricodelcomportamientodelatopologíaanalizadaparaelrodamiento magnético. Enprimerlugar,sedesarrollaunmodeloelectromagnéticodeunrodamientomagnéticoactivo axialbasadoenelmodelovalidadodescritoen[1]medianteelprogramadeelementosfinitos FiniteElementMethodMagnetic(FEMMv4.2). Trasesto,secomparaelmodelosimuladoconelmodelovalidado,descritoen[1],para analizarelcomportamientodelrodamiento.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos6de88 Unavezverificadalaaproximacióndelmodelosimuladoconlosdatospublicados[1],seha implementadounalgortimomedianteMatlabquepermiteeldiseñoderodamientos magnéticosactivosaxialesbasadosenlatopologíaestudiadaconlosparámetrosgeométricos quesedeseen.Estealgoritmopermiterealizarunestudioparamétricodelrodamiento magnéticodeunamaneramásrápidaydinámica. Después,enlasecciónderesultadosymedianteelalgoritmodeMatlab,sehaconseguido simularunmodelodeunrodamientomagnéticoactivoaxialqueproporcionamásfuerzaaxial queelrodamientodescritoenelmodelovalidado. Porúltimo,sedescribeelestudiorealizadoparaunprototipooperativoderotorlevitado desarrolladoen[8]queestabadiseñadoparacompensarelmovimientodelrotorensentido radialmedianteimanespermanentes.Así,sesimulaunmodelodeunrodamientomagnético activoaxialquepermitecompensarelpesodelrotorde[8]graciasalafuerzaaxialqueejerce elrodamientodelnuevomodelosimulado. 2. MODELODEELEMENTOSFINITOSDELRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVO AXIAL Sevaadesarrollarunmodelodeunrodamientomagnéticoactivoaxialen2DmedianteFEMM apartirdelmodelovalidadodescritoen[1]paraanalizarsucomportamiento electromagnético. 2.1 Estructurayfuncionamientodelrodamientomagnético 2.1.1 Estructura del rodamiento magnético Sepretendemodelarunrodamientomagnéticoactivoaxialcuyaestructuraestácompuesta porunestator,undevanadoestatórico,unrotoryunentrehierro.Estaspartesconstituyenel circuitomagnéticoelectromagnéticodelmodelo,cuyascaracterísticassecitanacontinuación: Estator:Esunacarcasacilíndricadematerialferromagnético,comoelacero, compuestapordosanilloselectromagnéticos. Devanadoestatórico:Esunabobinadecobrequesealojaentrelosanillos electromagnéticosdelestatoryeslaencargadadegenerarelcampomagnético medianteunacorrientecontinua(DC)quecirculaasutravés. Rotor:Esundiscodematerialferromagnético,comoelacero,quenopermanece estático,sinoquegirarespectodesueje.Seencuentraseparadoaxialmentedel
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos7de88 estatorporunadistanciadenominadagap,lacualactúacomoentrehierrodelcircuito magnético. Entrehierro:Eselmediomaterialnomagnéticoqueseparaaldiscorotóricodel estator,cuyadistancialamarcaelgap.Enestecaso,elmediomaterialeselaire. EnlaFigura2.1seilustraunmodeloen3Ddelrodamientomagnéticoactivoaxialrealizado conelprogramadediseñográficoAutocadv2012.Endichasfiguras,sereflejaelrodamiento contexturasacolorcuyoscontrastespermitendistinguirmejorlaspartesdelrodamiento (Figura2.1a)yunavistadelrodamientocontexturasreales,conmaterialesderivadosdel acero(Figura2.1b). LabobinayelentrehierrosepuedenvisualizarenAutocadalaplicarunaseccióntransversala losrodamientosilustradosanteriormente(Figura2.1),talycomosereflejaenlaFigura2.2. Figura2.2.SeccióntransversaldelrodamientomagnéticoactivoaxialrealizadamedianteAutocad con(a)texturasacolor;(b)texturasreales. Rotor E stato r ( a ) ( b ) Entrehierro Bobina Rotor Estator ( a ) ( b ) Figura2.1.Ro d amientomagnéticoactivoaxialrealizadomedianteAutocadcon(a)texturasacolor; (b)texturasreales.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 14de88 3.1 Estudiodesensibilidadderesultadosfrenteadistintascondiciones demallado Enesteprimercasosevaaevaluarlasensibilidaddelosresultadosobtenidosenunmodelo simuladoderodamientomagnéticoconlosparámetrosgeométricosdescritosenlaTabla2.1 frenteadistintascondicionesdemalladoenFEMM. Así,paraestecasosevaacalcularlafuerzaaxialejercidaporelestatoreneldiscorotórico variandoladistanciaquelosseparaymanteniendounacorrienteconstantede2A.Enla Figura3.1seilustranlasdistintascurvasdefuerzaaxialfrentealgapobtenidasconFEMMen funcióndelmalladodelmodelo. Endichafigurasepuedeapreciarquelosresultadosdefuerzaaxialfrentealgapobtenidoscon FEMMparalasdistintascondicionesdemalladosonprácticamentelosmismos.Portanto, puestoquecuantomásdensoeselmalladomáslentaeslaejecucióndeFEMM,seescogeun malladodevalor1paraelaire.Paraelmalladodelrodamiento,seescogeunmalladodevalor 0,25,queesinmediatamentesuperioralmalladomásfinoanalizado. Figura3.1.Estudiodesensibilidadderesultadoscondistintascondicionesdemallado. Gráficadefuerzaaxialfrentealgapconunacorrienteconstantede2A.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos15de88 3.2 Estudiodesensibilidadderesultadosfrenteamaterialesdedistinta permeabilidad Acontinuación,sevaaevaluarlasensibilidaddelosresultadosobtenidosenunmodelo simuladoderodamientomagnéticoconlosparámetrosgeométricosdescritosenlaTabla2.1 frenteadistintosmaterialesmagnéticos. Paraello,sevanacrearenFEMMvariosmaterialesdedistintapermeabilidadrelativa(1000, 5000y10000)yconcaracterísticamagnéticalineal.Además,seutilizaráunmaterial magnéticoderivadodelaceroescogidodelalibreríadeFEMM,queenestecasoeselmaterial M‐27Steelcuyapermeabilidadrelativaesde12138. Así,paraestecasosevaacalcularlafuerzaaxialejercidaporelestatoreneldiscorotórico variandoladistanciaquelosseparaymanteniendounacorrienteconstantede2A.Enla Figura3.2seilustranlasdistintascurvasdefuerzaaxialfrentealgapobtenidasconFEMMen funcióndelosmaterialesdelrodamientomagnético. EndichaFigura3.2sepuedeapreciarquelosresultadosobtenidosconlosrodamientosde permeabilidadrelativa5000,10000yeldelaceroM‐27Steelsonmuysimilares.Noobstante, seapreciaqueparamaterialesdebajapermeabilidadrelativa,comoelmaterialcuyovalores de1000,losresultadosvaríanrespectodelosanteriores.Así,sededucequeparamateriales pocomagnéticosoconbajapermeabilidadrelativa,seobtienenresultadosquevarían ligeramenterespectodeotrosmaterialesmásmagnéticos. Portanto,apartirdeaquí,seescogeelmaterialM‐27SteeldelalibreríadeFEMMparael estatoryelrotordelrodamiento,porserunmaterialdeelevadapermeabilidadmagnética cuyocomportamientoessimilaraotrosmaterialesconaltaspermeabilidadescomprendidas entre5000‐10000.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 16de88 Figura3.2.Estudiodesensibilidadderesultadosconmaterialesdedistintapermeabilidad. Gráficadefuerzaaxialfrentealgapconunacorrienteconstantede2A. 3.3 Estudiodesensibilidadderesultadosfrenteaalargamientodela frontera Enestecasosevaaevaluarlasensibilidaddelosresultadosobtenidosenunmodelosimulado derodamientomagnéticoconlosparámetrosgeométricosdescritosenlaTabla2.1frentea distintastamañosdefrontera. Enprimerlugar,sevanacrearfronterasdevariostamañosdondesesituaráelrodamiento magnético.Así,lasdistintasfronterasanalizadasestánconstituidasporunsemicírculocuyos radiossecitanenlaTabla3.1.EnlaFigura3.3seilustralafrontera2enelentornodeFEMM. T ABLA 3.1. T AMAÑODELAS F RONTERAS A NALIZADAS P ARAEL E STUDIODE S ENSIBILIDADDE R ESULTADOS . D ENOMINACIÓN DELA F RONTERA R ADIODELA F RONTERA [mm] Frontera1 1,25 Frontera2 2 Frontera3 3 Frontera4 5 Frontera5 10
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 17de88 Figura3.3.EntornodeFEMMconunafronteraderadioeldoblequeelradiodelestator. EnlaFigura3.4seilustranlasdistintascurvasdefuerzaaxialfrentealgapconunacorriente constantede2AobtenidasconFEMM,enfuncióndeltamañodelafrontera.Sepuede apreciarquelosresultadosobtenidossonmuysimilaresindependientementedeltamañodela frontera.Así,lamayorzonadeconcentracióndeflujomagnéticoselocalizaenelrodamiento magnéticoy,portanto,unafronteraqueabarquedosveceselradiodelestatoressuficiente. Además,estetamañodefronteraescogidopermiteunaejecucióndeFEMMmásrápida, puestoqueesunodelostamañosdefronteramáspequeñodeentrelosanalizados.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 18de88 Figura3.4.Estudiodesensibilidadderesultadosconfronterasdedistintotamaño. Gráficadefuerzaaxialfrentealgapconunacorrienteconstantede2A. 3.4 Estudiodefuerzaaxialfrentealgap Talycomosehadescritoanteriormente,enestecasosevaacalcularlafuerzaaxialejercida porelestatoreneldiscorotóricovariandoladistanciaquelossepara. Enelmodelopublicadoen[1]noseespecificaelvalorconstantedelacorrienteenDCquese utilizaparaobtenerlosresultados.Poresto,esnecesariorealizarvariaspruebasparaaveriguar elvalordecorrientequeseutilizaenelmismo. Elgapinicialseráde1mmyseiráaumentando,conincrementosde0,5mm,hastallegaraun gapde10mm.Paraello,seirádesplazandoaxialmenteeldiscodelrotormanteniendofijoel estator. ElprocedimientoaseguirenFEMMeselsiguiente: 1. Diseñodelrodamiento. SedibujaelrodamientomagnéticoenFEMMsegúnlosparámetrosgeométricosdescritosenla Tabla2.1conlosmaterialesycondicionesdecontornoyfronteradescritosanteriormente. 2. Malladodelmodelo. Trascompletareldiseñodelrodamientomagnético,serealizaelmalladodelmodelocon FEMM,siguiendolascondicionesdescritasenapartadosanteriores.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 19de88 3. Iniciodelpost‐procesador. Trasobtenerelmallado,yasepuedecalcularlacirculacióndeflujomagnéticoenelsistema medianteelpost‐procesadordeFEMM. EnlaFigura3.5seilustralatrayectoriadelaslíneasdeflujomagnéticoylosvaloresde inducciónmagnéticaobtenidosconFEMMalcalcularlafuerzaaxialfrentealgapconuna corrientede1Ayungapde3mm. (a)(b) Figura3.5.SimulaciónenFEMMdelafuerzaaxialfrentealgapconunacorrientede1Ayungapde 3mmenlaquesevisualizala(a)trayectoriadelaslíneasdeflujomagnéticoenelrodamiento magnético;(b)valoresdelmódulodeinducciónmagnética. 4. Cálculodelafuerzaaxialejercidaporelestatorenelrotorfrentealgap. Unaveziniciadoelpost‐procesadordeFEMM,seseleccionaelbloquedeldiscorotóricoyse calculalafuerzaaxialmedianteunaintegraldefuerza. 5. Aumentodelgap. Trasdisponerdelprimervalordefuerza,seincrementaen0,5mmelgapseparandoeldisco rotóricoaxialmenterespectodelestatorparahacerunanuevamedicióndefuerza. 6. Repeticióndelospasos1‐5. Serepitelatomademedidadelafuerzaaxialparacadaunadelasnuevasdistanciasdegap, hastaalcanzarungapde10mm.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 20de88 7. Representacióngráficadelafuerzaaxialfrentealgap. Unavezsedisponendetodaslasmedidasdefuerzaparalosdistintosgap,serepresenta gráficamentelafuerzaaxialobtenidafrentealgap. 8. Comparacióndelmodelosimuladoconelmodelopublicadoen[1]. Sevaacompararelmodelosimuladoconelmodelopublicadoen[1]paradistintosvaloresde corriente,hastaverificarcuáleselvalordecorrienteconelquesetrabajaen[1].Puestoque losvaloresdecorrienteconlosquesetrabajanenmodelovalidadooscilanentre1‐3A,la simulaciónserealizaráparavaloresdecorrienteentre1‐4Aconincrementosde1A. EnlaFigura3.6serepresentagráficamentelafuerzaaxialfrentealgapparadistintascurvasde corriente.Seobservaquelacurvadelmodelosimuladoquemásseaproximaalmodelo publicadoen[1]eslaobtenidaconunacorrienteDCde3A. Figura3.6.GráficadefuerzaaxialfrentealgapcondistintascurvasdecorrienteobtenidaconFEMM. Analizandolagráficadefuerzaaxialfrentealgap(Figura3.6),seobservaqueel comportamientodelmodelosimuladoseaproximaaloexpuestoen[10],dondesecitaquela fuerzaaxialesinversamenteproporcionalalcuadradodelgap. Acontinuación,paraevaluarelcomportamientoelectromagnéticodelmodelosimulado,se analizaelerrorrelativomedioexistenteentrelacurvadecorriente3Ayladelmodelo
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos21de88 publicadoen[1](corrienteDCdesconocida)porserlaquemásseleaproxima,talycomoseve enlaFigura3.6. Elerrorrelativosedefinecomounerroroincertidumbreenunamedición,expresadocomola relacióndelerrorabsolutoyelvalorverdaderoabsoluto.Mientras,elerrorabsolutosedefine comoladiferenciaentreelvalormedido,olaaproximaciónaunacantidad,yelvalor verdadero[12]. Así,elerrorrelativomediosecalculahallandolamediaaritméticadelerrorrelativo,obtenido en%,mediantelaexpresión(4). (4) Siendo: :Errorrelativo. :Fuerzaobtenidaencadagapsegúnelmodelosimulado,enNewtons. :Fuerzaobtenidaencadagapsegúnelmodelopublicadoen[1],en Newtons. Mediantedichaexpresión,sehacalculadounerrorrelativomediodel3,18%,quereflejael errorrelativomedioobtenidoentrelacurvade3Adelmodelosimuladoyladelmodelo publicadoen[1]conunacorrienteconstante.Así,sededucequeelmodelosimuladocon FEMMseajustabienalmodelovalidado,puestoquesehaobtenidounerrorinferioral5%. Portanto,seasumequeesteprimercasollevadoacaboenelmodelovalidadoseharealizado conunacorrienteDCconstantede3A. 1 ∙100
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos22de88 3.5 Estudiodefuerzaaxialfrentealacorriente Enesteúltimocaso,sevaacalcularlafuerzaaxialejercidaporelestatoreneldiscorotórico variandolacorrientequecirculaporlabobinadeldevanadoestatórico,manteniendouna distanciadegapconstante. Enelmodelopublicadoen[1]noseespecificaelvalorconstantedelgapqueseutilizapara estecaso.Porestemotivo,esnecesariorealizarvariaspruebasparaaveriguarelvalordegap queseutilizaenelmodelovalidado. Lacorrienteinicialseráde0Ayseiráaumentandoprogresivamente,conincrementosde 0,5A,hastaalcanzarunacorrientede3A.Paraello,seirámodificandolacorrientequecircula porlabobina. LostresprimerospasosdelprocedimientoaseguirenFEMMparaesteúltimocasoson idénticosalosdelcasoanterior.Así,elrestodepasosaseguirson: 4. Cálculodelafuerzaaxialejercidaporelestatorenelrotorfrentealacorriente. Talycomoserealizabaenelcasoanterior,unaveziniciadoelpost‐procesadordeFEMM,se seleccionaelbloquedeldiscorotóricoysecalculalafuerzaaxialmedianteunaintegralde fuerza. 5. Aumentodelacorrientedeldevanadoestatórico. Trasdisponerdelprimervalordefuerza,seincrementaen0,5Alacorrientequecirculaporla bobinadeldevanadoestatórico. 6. Repeticióndelospasos1‐5. Serepitelatomademedidadelafuerzaaxialparacadaunadelasnuevosvaloresdecorriente DC,hastaalcanzaruncorrientede3A. 7. Representacióngráficadelafuerzaaxialfrentealacorriente. Unavezsedisponendetodaslasmedidasdefuerzaparalasdistintascorrientes,serepresenta gráficamentelafuerzaaxialobtenidafrentealacorriente. 8. Comparacióndelmodelosimuladoconelmodelopublicadoen[1]. Sevaacompararelmodelosimuladoconelmodelopublicadoen[1]paradistintosvaloresde gap,hastaverificarcuáleselvalordegapconelquesetrabajaenelmodelovalidado.Puesto queconvaloresdegapreducidosseconsiguenmayoresvaloresdefuerzamagnética,la simulaciónserealizaráparavaloresdegapbajos.Así,sehanrealizadovariaspruebascongaps comprendidosentre1‐3mmconincrementosde0,5mm.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 23de88 EnlaFigura3.7serepresentagráficamentelafuerzaaxialfrentealacorrienteparadistintas curvasdegap.Seobservaquelacurvadelmodelosimuladoquemásseaproximaalmodelo publicadoen[1]eslaobtenidaconungapde3mm. Figura3.7.GráficadefuerzaaxialfrentealacorrientecondistintascurvasdegapobtenidaconFEMM. Analizandolagráficadefuerzaaxialfrentealacorriente(Figura3.7),seobservaqueel comportamientodelmodelosimuladoseaproximaaloexpuestoen[10],dondesecitaquela fuerzaaxialesdirectamenteproporcionalalcuadradodelacorrientedelabobinaquegenera elcampomagnético. Análogamentealcasoanterior,paraevaluarelcomportamientoelectromagnéticodelmodelo simulado,seanalizaelerrorrelativomedioexistenteentrelacurvadegap3mmyladel modelopublicadoen[1](gapdesconocido)porserlaquemásseleaproxima,talycomoseve enlaFigura3.7. Enestecaso,sehacalculadounerrorrelativomediodel4,94%,quereflejaelerrorrelativo medioobtenidoentrelacurvacongapde3mmdelmodelosimuladoyladelmodelo publicadoen[1]congapconstante.Así,sededucequeelmodelosimuladoconFEMMse ajustabienalmodelovalidado,puestoquesehaobtenidounerrorinferioral5%.Portanto,se asumequeesteúltimocasollevadoacaboenelvalidadoseharealizadocongapconstantede 3mm.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos30de88 5. RESULTADOSDELESTUDIOPARAMÉTRICODELRODAMIENTOMAGNÉTICO UnavezsedisponedelalgoritmodeMatlabquenospermitemodificarlasdimensionesy parámetrosdelrodamientomagnéticodeunaformamásdinámica,sepuedenrealizarlas pruebasnecesariasparaestudiarelcomportamientodelmismo. Acontinuación,sedescribenlasdistintaspruebasquesehanrealizadoenelrodamientocuya finalidadessimularunmodeloqueaportemásfuerzaaxialqueelmodelopublicadoen[1]. Paraello,encadapruebasetratadevariarunúnicoparámetromanteniendoconstanteel restodevaloresdescritosenlaTabla2.1. 5.1 Modificacióndelosdiámetros Enprimerlugar,sehanvariadolosdiámetrosdelrodamientoparaevaluarsucomportamiento electromagnético. Acontinuación,seilustralagráficadelafuerzaaxialfrentealacorrienteconungapconstante de3mm(Figura5.1)yfrentealgapconunacorrienteDCconstantede3A(Figura5.2),con variasmodificacionesenlosdiámetrosdelrodamiento. Además,enlaFigura5.3seilustranlasmodificacionesaplicadasalosdiámetrosdel rodamientovistasenFEMM.Estasmodificacionesconsistenenlosiguiente: Modelosincuernosenelrodamiento:Enestemodeloseeliminanloscuernosdel estatorydelrotor,haciendoquesusnuevasmedidascoincidanconelvalordelradio exteriordelanilloelectromagnéticoexterno.(Figura5.3a). Modelosincuernodeldisco:Enestemodeloseeliminaelcuernodelrotor,haciendo quesunuevamedidacoincidaconelvalordelradioexteriordelanillo electromagnéticoexterno(Figura5.3b). Modelosincuernodelestator:Enestemodeloseeliminaelcuernodelestator, haciendoquesunuevamedidacoincidaconelvalordelradioexteriordelanillo electromagnéticoexterno(Figura5.3c).
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 31de88 Figura5.1.Fuerzaaxialfrentealacorrienteconungapde3mmpararodamientosconmodificaciones enlosdiámetros. Figura5.2.FuerzaaxialfrentealgapconuncorrienteDCde3Apararodamientosconmodificacionesen losdiámetros.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 32de88 (a)(b)(c) Figura5.3.DiseñográficodelrodamientomagnéticoobtenidoenFEMMconelalgoritmo “FAxial_vs_Corriente.m”(a)sincuernosenelrodamiento;(b)sincuernodeldiscorotórico y(c)sincuernodeldiscodelestator. Atendiendoalasgráficasdelafuerzaaxialfrentealacorriente(Figura5.1)yfrentealgap (Figura5.2),seapreciaquelascurvasobtenidasconlasmodificacionesdelosdiámetrosson muysimilaresalacurvadelmodelopublicadoen[1]. Portanto,almodificarlosdiámetrosdelrodamientodelmodelopublicadoen[1]nose consiguenmayoresvaloresdefuerzaaxial. 5.2 Modificacióndeanchuras Ensegundolugar,sehanvariadolasanchurasdelrodamientoparaevaluarsu comportamiento. Acontinuación,seilustralagráficadelafuerzaaxialfrentealacorrienteconungapconstante de3mm(Figura5.4)yfrentealgapconunacorrienteDCconstantede3A(Figura5.5),con variasmodificacionesenlasanchurasdelrodamiento. Además,enlaFigura5.6seilustranlasmodificacionesaplicadasalasanchurasdelrodamiento vistasenFEMM.Estasmodificacionesconsistenenlosiguiente: Modeloconanilloselectromagnéticosmásanchos:Enestemodeloseaumentala anchuradelosanilloselectromagnéticosinternoyexternoaldobledeltamaño descritoenelmodelopublicadoen[1],queenestecasoesde5,5mmPortanto,la nuevaanchuradelosanillosesde10mm(Figura5.6a). Modeloconanilloselectromagnéticosmásestrechos:Enestemodelosereducela anchuradelosanilloselectromagnéticosinternoyexternoalamitaddeltamaño descritoenelmodelopublicadoen[1].Portanto,lanuevaanchuradelosanillosesde 2,75mm(Figura5.6b).
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 33de88 Modeloconanillosinternomásestrechoyexternomásancho:Enestemodelose reducelaanchuradelanillointernoalamitad(2,75mm)yseaumentalaanchuradel anilloexternoaldoble(10mm),segúnlosdatosdescritosenelmodelopublicadoen [1](Figura5.6c). Figura5.4.Fuerzaaxialfrentealacorrienteconungapde3mmpararodamientosconmodificaciones enlasanchuras. Figura5.5.FuerzaaxialfrentealgapconuncorrienteDCde3Apararodamientosconmodificacionesen lasanchuras.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 34de88 (a)(a)(c) Figura5.6.DiseñográficodelrodamientomagnéticoobtenidoenFEMMconelalgoritmo “FAxial_vs_Corriente.m”(a)conanillosmásgruesos,(b)conanillosmásestrechos y(c)conanillointernomásestrechoyanilloexternomásancho. Atendiendoalagráficadelafuerzaaxialfrentealacorriente(Figura5.4),seobservaquecon lacurvaobtenidaconanilloselectromagnéticoseldobledeanchosquelosdelmodelo publicadoen[1],seobtienenvaloresdefuerzadeaxialsuperioresalosresultadosdelmodelo validado.Elrestodelascurvasobtenidasdanlugaravaloresdefuerzainferiores. Delmismomodo,atendiendoalagráficadelafuerzaaxialfrentealgap(Figura5.5),seaprecia queconlacurvaobtenidaconanilloselectromagnéticoseldobledeanchosquelosdelmodelo publicadoen[1],seobtienenvaloresdefuerzaaxialsuperioresalosresultadosdelmodelo validado. Portanto,almodificarelparámetrodelaanchuradelrodamientoseobservanimportantes variacionesenelcomportamientodelmismo.Así,conunrodamientomagnéticoconanillos electromagnéticoseldobledeanchosquelosdelmodelopublicadoen[1]seobtienenvalores defuerzaaxialsuperioresalosobtenidosenelmodelovalidado. Losparámetrosempleadoseneldiseñodedichomodelodelrodamientoconanillos electromagnéticoseldobledeanchosquelosdelmodeloteórico(10mm),seilustranenla Tabla5.1.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos35de88 TABLA5.1.PARÁMETROSDELMODELODELRODAMIENTOMAGNÉTICO CONANILLOSELECTROMAGNÉTICOSDE10mmDEANCHURA. PARÁMETROVALOR Númerodeespirasdeldevanado200vueltas Diámetrodelaespira1mm RadiodelEje18,4mm RadiodelEstator60,7mm AnchuradelEstator6,5mm LongituddelEstator42,3mm RadioInteriordelAnilloInterno19,9mm RadioExteriordelAnilloInterno30,9mm RadioInteriordelAnilloExterno44,7mm RadioExteriordelAnilloExterno55,7mm RadiodelDiscoRotórico60,7mm AnchuradelDiscoRotórico4,5mm CorrienteDC(Caso3.4)3A Gap(Caso3.5)3mm Noobstante,esteaumentodefuerzaseconsigueacostadeunincrementoenlamasadel discorotórico.Así,dichamasasepuedecalcularapartirdelasiguienteexpresión(5). (5) Siendo: :Densidaddelacero,setomaelvalorde7850kg/m3. :Masadeldiscorotórico,enkg. :Volumendeldiscorotórico,enm3. EnlaTabla5.2sereflejanlosvaloresdemasadeldiscorotóricoobtenidossegúnelmodelo publicadoen[1]ysegúnelmodelosimuladoconanilloselectromagnéticoseldobledeanchos (10mm)quelosdelmodelovalidado.Sepuedeapreciarquelosresultadosdefuerzaaxial obtenidosseconsiguenacostadeincrementarlamasadeldiscorotóricoenun23,50%. ⇒ ∙
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos36de88 TABLA5.2.MASADELDISCOROTÓRICOSEGÚNELMODELOPUBLICADOEN[1] YSEGÚNELMODELOSIMULADOCONANILLOSELECTROMAGNÉTICOSDE10mm. PARÁMETROVALOR Masadeldiscosegúnelmodelo publicadoen[1]100,04gr Masadeldiscosegúnelmodelo simuladoconanillosmásanchos123,55gr Incrementodemasadeldisco23,50% EnlaTabla5.3seilustraunacomparaciónentrelafuerzaaxialobtenidasegúnelmodelo publicadoen[1]yelincrementodefuerzaobtenidoconelmodelosimuladoconlosanillos electromagnéticosmásanchosmedianteelalgoritmo“FAxial_vs_Gap.m”. TABLA5.3.COMPARACIÓNDEFUERZAAXIALOBTENIDAFRENTEALGAPENTREELMODELOPUBLICADOEN[1] YELMODELOSIMULADOCONANILLOSDE10mmCONUNACORRIENTECONSTANTEDCDE3A. GAP [MM] FUERZAAXIALSEGÚNEL MODELOVALIDADO[N] FUERZAAXIALSEGÚNELMODELO CONANILLOSMÁSANCHOS[N] INCREMENTODEFUERZA OBTENIDO[%] 1128,00271,07111,77 1,559,85124,68108,32 235,1172,04105,17 2,523,4647,09100,72 316,9433,2896,47 3,513,0024,8090,75 49,9419,1993,07 4,58,4815,2980,35 57,0312,4877,49 5,55,6510,3583,25 64,418,7297,83 6,53,837,4594,54 73,636,4276,89 7,53,155,5776,95 82,914,8968,07 8,52,674,3261,96 92,183,8375,81 9,51,943,4276,33 101,943,0758,42 EnlaTabla5.4seilustraunacomparaciónentrelafuerzaaxialobtenidaconelmodelo publicadoen[1]yelincrementodefuerzaobtenidoconelmodelosimuladoconanillos electromagnéticosde10mmmedianteelalgoritmo“FAxial_vs_Corriente.m”.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos37de88 TABLA5.4.COMPARACIÓNDEFUERZAAXIALOBTENIDAFRENTEALACORRIENTEENTREELMODELOPUBLICADOEN[1] YELMODELOSIMULADOCONANILLOSDE10mmCONUNGAPCONSTANTEDE3mm. CORRIENTE [A] FUERZAAXIALSEGÚNEL MODELOVALIDADO[8][N] FUERZAAXIALSEGÚNELMODELO CONANILLOSMÁSANCHOS[N] INCREMENTODEFUERZA OBTENIDO[%] 00,000,000,00 0,50,500,9181,00 11,903,6592,26 1,54,008,26106,55 27,1014,74107,57 2,511,0023,08109,81 315,7533,29111,34 Esteaumentodefuerzaaxialsedebeaque,atendiendoalaresolucióndecircuitos magnéticos,unaumentodelaseccióndelcircuitomagnéticodalugaraunadisminuciónenla reluctanciadelestatoryesto,asuvez,provocaqueaumentelafuerzaaxialejercidaporéste enelrotor.
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 38de88 6. DISEÑODEUNRODAMIENTOMAGNÉTICOACTIVOAXIALPARAUNVOLANTE DEINERCIA Losvolantesdeinercia,comosistemasdealmacenamientodeenergía,sebasanenelusode unamasarotativa(rotor)quegiraaaltavelocidadparaalmacenarenergíacinética.Esta energíasepuedeextraeroinyectarmedianteungeneradorounmotor,respectivamente[13]. Paragarantizarunaelevadaeficienciaenergética,losvolantesdeinerciatrabajandentrode unacámaradevacío.Porestemotivo,elusoderodamientosmagnéticosesidealparaeste tipodesistemadealmacenamientodeenergía. Lasventajasdelosvolantesdeinerciafrenteaotrossistemasdealmacenamiento convencionales,comolasbateríaselectroquímicas,consistenenquesonmenos contaminantesyaseguranunamayoreficienciaenergética[4].Además,aportanunagran densidaddepotenciadesalidaymayorvidaútil[13]. Trasesto,sedescribeeldiseñodeunrodamientomagnéticoaxialdeltipoestudiadoeneste TFMparaelprototipoconstruidoen[8],cuyascaracterísticassedescribenacontinuación. 6.1 Descripcióndelprototipooperativoderotorlevitado Elprototipoquesedescribe,sebasaenunrodamientomagnéticopasivoradial,queestabiliza elmovimientodelrotorendirecciónradialmedianteimanespermanentes.Suestructura generalseilustraenlaFigura6.1. Figura6.1.Estructuradelprototipooperativoderotorlevitadode[8].
M ÁSTEREN E NERGÍAS R ENOVABLESY E FICIENCIA E NERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos 39de88 EnlaFigura6.2seilustraunavistamuybásicadelaestructuradelrotordelprototipoalaplicar unaseccióntransversal.Enella,sepuedeapreciarqueelmovimientodelrotorendirección radialsecompensagraciasadosimanesdelamismadireccióndemagnetizaciónquese encuentranenfrentadoslateralmente.Así,cuandolosimanesdelaestructuradelrotor(rojo) seacercanradialmentealosimanesexteriores(azul)sonrepelidosporéstos.Porotrolado,se apreciaquelafuerzaendirecciónaxialquesepretendecompensarcorrespondealpesodela estructuradelrotor ∙. Figura6.2.Seccióntransversaldelaestructuradelrotordelprototipooperativoderotorlevitado realizadaconAutocad. Portanto,conesteestudiosepretendediseñarunrodamientomagnéticoquecompenselas fuerzasendirecciónaxial,esdecir,quecompenseelpesodelrotorconlafuerzaaxialejercida porelrodamiento,graciasaltrabajopreviorealizadoenesteTFM. EnlaFigura6.3seilustraelacoplamientodelrodamientomagnéticoactivoaxialquese deberíadiseñarparacompensarlafuerzaendirecciónaxialdelprototipode[8].
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos46de88 7. CONCLUSIONESYTRABAJOFUTURO Enprimerlugar,enesteTFMsemodelizaunrodamientomagnéticoactivoaxialbasadola topologíadescritaen[1].Serealizatambiénunestudiocomparativoentreunmodelo simuladodeelementosfinitosyelmodelovalidado. Además,sehadiseñadounalgoritmoconMatlabquepermite,manteniendolaestructurade latopologíadescritaen[1],eldiseñoyanálisisdelrodamientomagnéticoactivoaxial medianteFEMMconlosparámetrosgeométricosquesedeseen.Concretamente,sehan diseñadodossub‐algoritmosquepermitenelcálculodelafuerzaaxialejercidaporelestator delrodamientosobreelrotorfrentealacorrienteconungapconstante (FAxial_vs_Corriente.m)yfrentealgapconunacorrienteconstante(FAxial_vs_Gap.m),loque permiteunestudiomuchomásrápidoydinámicodelrodamiento. Graciasalnuevoalgoritmodiseñado,enesteTFMsediseñaunmodeloelectromagnético simuladodeunrodamientomagnéticoactivoaxialqueaportamásfuerzaaxialqueelmodelo publicadoen[1],acostadeundiscorotóricoconmayormasa.Así,aumentandolaanchurade losanilloselectromagnéticosdelrodamiento,sehaconseguidounmodelosimuladocon valoresdefuerzaaxialsuperioresalosdescritosen[1]. Porúltimo,graciasaltrabajopreviorealizadoenesteTFM,sehaconseguidounmodelo simuladoderodamientomagnéticoactivoaxialquecompensalasfuerzasensentidoaxialdel prototipooperativoderotorlevitadodescritoen[8]. Comotrabajofuturo,quedanpendienteslassiguientestareasdeinvestigación: - Diseñodeunbucledecontrolconlaconsignadecorrienteadecuadaparaelcontrolde laestabilidadendirecciónaxialdelrodamientomagnéticosimuladoenesteTFM. - Construccióndelmodeloderodamientomagnéticoactivoaxialsegúnelmodelo simuladoenesteTFMparaacoplarloalprototipooperativoderotorlevitadode[8]. - Construccióndeunsegundorodamientomagnéticoparamecanizarloenelextremo opuestoalrodamientoinicialdelprototipooperativoderotorlevitadode[8]. Asimismo,diseñodelbucledecontrolconlasconsignasdecorrienteadecuadasparael controldelaestabilidadendirecciónaxialdeambosrodamientosmagnéticos.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICA IkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos47de88 8. BIBLIOGRAFÍA [1]S.M.Jang,K.H.Kim,K.J.Ko,J.H.Choi,S.Y.SungandY.B.Lee,“Characteristicanalysis onactivethrustmagneticbearings”,2010InternationalConferenceonElectrical MachinesandSystems(ICEMS),pp.1710–1714,2010. [2]S.L.ChenandC.T.Hsu“Optimaldesignofathree‐poleactivemagneticbearing”,IEEE TransactionsonMagnetics,vol.38,no.5,pp.3458–3466,2002. [3]A.Hamler,V.Goričan,B.Štumberger,M.JesenikandM.Trlep“Passivemagnetic bearing”,JournalofMagnetismandMagneticMaterials,vol.272,pp.2379–2380, 2004. [4]A.V.FilatovandE.H.Maslen“Passivemagneticbearingforflywheelenergystorage systems”,IEEETransactionsonMagnetics,vol.37,no.6,pp.3913–3924,2001. [5]G.Štumberger,D.Dolinar,U.PahnerandK.Hameyer“Optimizationofradialactive magneticbearingsusingthefiniteelementtechniqueandthedifferentialevolution algorithm”,IEEETransactionsonMagnetics,vol.36,no.4,pp.1009–1013,2000. [6]M.Autila,E.LanttoandA.Arkkio“Determinationofforcesandlinearizedparametersof radialactivemagneticbearingsbyfiniteelementtechnique”,IEEETransactionson Magnetics,vol.34,no.3,pp.684–694,1998. [7]S.M.Jang,U.H.LeeandJ.Y.Choi“Designandanalysisofthrustactivemagnetic bearing”,JournalofAppliedPhysics,vol.103,pp.07F122,2008. [8]ProyectodeinvestigaciónCYCIT_2011delaUniversidaddeZaragoza“Rodamientospor levitaciónmagnéticaparavolantesdeinercia”,ref.ENE2011‐29741‐C02‐02,2011. [9]J.Srinivasa“Introductiontomagneticbearings”,QualityImprovementProgram(QIP’08) atIndianInstituteofTechnologyGuwahati,2008. [10]G.SchweitzerandE.H.Maslen“Magneticbearings.Theory,designandapplicationto rotatingmachinery”,Capítulos1–2,Ed.Springer,2009. [11]P.K.AgarwalaandS.Chand,“Faulttolerantcontrolofthree‐poleactivemagnetic bearing”,ExpertSystemswithApplications,vol.36,no.10,pp.12592–12604,2009. [12]http://www.mathematicsdictionary.com/,consultadaenJuniode2012. [13]J.G.Bai,X.Z.ZhangandL.M.Wang“Aflywheelenergystoragesystemwithactive magneticbearings”,EnergyProcedia,vol.16,pp.1124–1128,2012.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos48de88 9. ANEXOS 9.1 CódigofuentedelalgoritmodeMatlab“FAxial_vs_Gap.m” function varargout = FAxial_vs_Gap_Matlab(varargin) % FAXIAL_VS_GAP_MATLAB MATLAB code for FAxial_vs_Gap_Matlab.fig % FAXIAL_VS_GAP_MATLAB, by itself, creates a new FAXIAL_VS_GAP_MATLAB or raises the existing % singleton*. % % H = FAXIAL_VS_GAP_MATLAB returns the handle to a new FAXIAL_VS_GAP_MATLAB or the handle to % the existing singleton*. % % FAXIAL_VS_GAP_MATLAB('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local % function named CALLBACK in FAXIAL_VS_GAP_MATLAB.M with the given input arguments. % % FAXIAL_VS_GAP_MATLAB('Property','Value',...) creates a new FAXIAL_VS_GAP_MATLAB or raises the % existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before FAxial_vs_Gap_Matlab_OpeningFcn gets called. An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop. All inputs are passed to FAxial_vs_Gap_Matlab_OpeningFcn via varargin. % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)". % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help FAxial_vs_Gap_Matlab % Last Modified by GUIDE v2.5 09-Sep-2012 12:23:37 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @FAxial_vs_Gap_Matlab_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @FAxial_vs_Gap_Matlab_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos49de88 % --- Executes just before FAxial_vs_Gap_Matlab is made visible. function FAxial_vs_Gap_Matlab_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) a=imread('Rodamiento_Magnetico.jpg'); image(a); axis off % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to FAxial_vs_Gap_Matlab (see VARARGIN) % Choose default command line output for FAxial_vs_Gap_Matlab handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes FAxial_vs_Gap_Matlab wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = FAxial_vs_Gap_Matlab_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; function R_Eje_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Eje (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of R_Eje as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of R_Eje as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function R_Eje_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Eje (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos50de88 set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Intensidad_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Intensidad (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Intensidad as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Intensidad as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Intensidad_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Intensidad (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Espiras_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Espiras (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Espiras as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Espiras as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Espiras_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Espiras (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos51de88 function R_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of R_Estator as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of R_Estator as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function R_Estator_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function A_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of A_Estator as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of A_Estator as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function A_Estator_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function L_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to L_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos52de88 % Hints: get(hObject,'String') returns contents of L_Estator as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of L_Estator as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function L_Estator_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to L_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function rAnilloInterno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to rAnilloInterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of rAnilloInterno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of rAnilloInterno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function rAnilloInterno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to rAnilloInterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function RadAnilloInterno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to RadAnilloInterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of RadAnilloInterno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of RadAnilloInterno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos53de88 function RadAnilloInterno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to RadAnilloInterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function rAnilloExterno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to rAnilloExterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of rAnilloExterno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of rAnilloExterno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function rAnilloExterno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to rAnilloExterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function RadAnilloExterno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to RadAnilloExterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of RadAnilloExterno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of RadAnilloExterno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function RadAnilloExterno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to RadAnilloExterno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos54de88 % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function R_Disco_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Disco (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of R_Disco as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of R_Disco as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function R_Disco_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Disco (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function A_Disco_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Disco (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of A_Disco as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of A_Disco as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function A_Disco_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Disco (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos55de88 % --- Executes on button press in Boton_Aceptar. function Boton_Aceptar_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Boton_Aceptar (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) Corriente = str2num (get(handles.Intensidad,'String')); Espiras = str2num (get(handles.Espiras,'String')); R_Eje = str2num (get(handles.R_Eje,'String')); R_Estator = str2num (get(handles.R_Estator,'String')); A_Estator = str2num (get(handles.A_Estator,'String')); LongEstator = str2num (get(handles.L_Estator,'String')); r_AnilloInterno = str2num (get(handles.rAnilloInterno,'String')); R_AnilloInterno = str2num (get(handles.RadAnilloInterno,'String')); r_AnilloExterno = str2num (get(handles.rAnilloExterno,'String')); R_AnilloExterno = str2num (get(handles.RadAnilloExterno,'String')); R_Disco = str2num (get(handles.R_Disco,'String')); A_Disco = str2num (get(handles.A_Disco,'String')); % Comprobamos si hay errores en los parametros error = comprobacion_errores(Corriente, Espiras, R_Eje, R_Estator, A_Estator, ... LongEstator, r_AnilloInterno, R_AnilloInterno, r_AnilloExterno, R_AnilloExterno, ... R_Disco, A_Disco); % Si no hay errores, mostramos un dialogo con los parametros introducidos, % y preguntamos al usuario si es correcto. if (error == 0) respuesta = questdlg({['I = ',num2str(Corriente),' A'];['Espiras = ',num2str(Espiras),' vueltas']; ... ['R Eje = ',num2str(R_Eje),' mm'];['R Estator = ',num2str(R_Estator),' mm']; ... ['A Estator = ',num2str(A_Estator),' mm'];['L Estator = ',num2str(LongEstator),' mm']; ... ['r Anillo interno = ',num2str(r_AnilloInterno),' mm'];['R Anillo interno = ',num2str(R_AnilloInterno),' mm']; ... ['r Anillo externo = ',num2str(r_AnilloExterno),' mm'];['R Anillo externo = ',num2str(R_AnilloExterno),' mm']; ... ['R Disco = ',num2str(R_Disco),' mm']; ... ['A Disco = ',num2str(A_Disco),' mm']; ' '; ' ';}, ... 'DIMENSIONES', 'Ejecutar FEMM', 'Cancelar', 'Ejecutar FEMM'); % Si hay errores, no ejecutamos FEMM else respuesta = 'Cancelar'; end % Si no hay errores y el usuario quiere ejecutar femm, entramos aquí if (strcmp(respuesta, 'Ejecutar FEMM')) addpath('c:\\femm42\\mfiles');
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos62de88 set(handles.Intensidad, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Espiras, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.R_Eje, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.R_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.A_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.L_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.rAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.RadAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.rAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.RadAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.R_Disco, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.A_Disco, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Diametro_espira, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Seccion_espira, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Num_capas, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Aventana_necesaria, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Aventana_disponible, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'BackgroundColor', 'red'); pause(1); set(handles.Intensidad, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Espiras, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Eje, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.A_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.L_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.rAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.RadAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.rAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.RadAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Disco, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.A_Disco, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Diametro_espira, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Seccion_espira, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Num_capas, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Aventana_necesaria, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Aventana_disponible, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', [0.17 0.51 0.34]); set(handles.Intensidad, 'String', '0.00'); set(handles.Espiras, 'String', '0.00'); set(handles.R_Eje, 'String', '0.00'); set(handles.R_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.A_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.L_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.rAnilloInterno, 'String', '0.00'); set(handles.RadAnilloInterno, 'String', '0.00'); set(handles.rAnilloExterno, 'String', '0.00'); set(handles.RadAnilloExterno, 'String', '0.00'); set(handles.R_Disco, 'String', '0.00');
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos63de88 set(handles.A_Disco, 'String', '0.00'); set(handles.Diametro_espira, 'String', '0.00'); set(handles.Seccion_espira, 'String', '0.00'); set(handles.Num_capas, 'String', '0.00'); set(handles.Aventana_necesaria, 'String', '0.00'); set(handles.Aventana_disponible, 'String', '0.00'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', '-'); function Gap_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Gap (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Gap as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Gap as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Gap_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Gap (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Diametro_espira_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Diametro_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Diametro_espira as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Diametro_espira as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Diametro_espira_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Diametro_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos64de88 % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Seccion_espira_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Seccion_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Seccion_espira as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Seccion_espira as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Seccion_espira_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Seccion_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Aventana_necesaria_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_necesaria (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Aventana_necesaria as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Aventana_necesaria as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Aventana_necesaria_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_necesaria (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos65de88 function edit18_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit18 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit18 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit18 as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function edit18_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit18 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % --- Executes on button press in Boton_CalculoDevanado. function Boton_CalculoDevanado_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Boton_CalculoDevanado (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) Corriente = str2num (get(handles.Intensidad,'String')); Espiras = str2num (get(handles.Espiras,'String')); R_Eje = str2num (get(handles.R_Eje,'String')); R_Estator = str2num (get(handles.R_Estator,'String')); A_Estator = str2num (get(handles.A_Estator,'String')); LongEstator = str2num (get(handles.L_Estator,'String')); r_AnilloInterno = str2num (get(handles.rAnilloInterno,'String')); R_AnilloInterno = str2num (get(handles.RadAnilloInterno,'String')); r_AnilloExterno = str2num (get(handles.rAnilloExterno,'String')); R_AnilloExterno = str2num (get(handles.RadAnilloExterno,'String')); R_Disco = str2num (get(handles.R_Disco,'String')); A_Disco = str2num (get(handles.A_Disco,'String')); L_Ventana = LongEstator - A_Estator; Densidad_max = 1; Factor_empaquetado = 0.9; S_Espira = Corriente/Densidad_max; R_Espira = sqrt(S_Espira/pi); D_Espira = 2*R_Espira; Espiras_Capa = floor((L_Ventana*Factor_empaquetado)/D_Espira); Capas = ceil(Espiras/Espiras_Capa); A_ventana_necesaria = (Capas*D_Espira)/Factor_empaquetado;
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos66de88 A_ventana_disponible = r_AnilloExterno - R_AnilloInterno; if A_ventana_disponible >= A_ventana_necesaria set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', 'green'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', 'CORRECTO'); else set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', 'red'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', 'INCORRECTO'); end set(handles.Diametro_espira, 'String', num2str(roundn(D_Espira,-2))); set(handles.Seccion_espira, 'String', num2str(roundn(S_Espira,-2))); set(handles.Num_capas, 'String', num2str(roundn(Capas,0))); set(handles.Aventana_necesaria, 'String', num2str(roundn(A_ventana_necesaria,-2))); set(handles.Aventana_disponible, 'String', num2str(roundn(A_ventana_disponible,-2))); function Aventana_disponible_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_disponible (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Aventana_disponible as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Aventana_disponible as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Aventana_disponible_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_disponible (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Num_capas_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Num_capas (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Num_capas as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Num_capas as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties.
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos67de88 function Num_capas_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Num_capas (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Evaluacion_diseno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Evaluacion_diseno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Evaluacion_diseno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Evaluacion_diseno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Evaluacion_diseno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Evaluacion_diseno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos68de88 9.2 CódigofuentedelalgoritmodeMatlab“FAxial_vs_Corriente.m” function varargout = FAxial_vs_Corriente_Matlab(varargin) % FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB MATLAB code for FAxial_vs_Corriente_Matlab.fig % FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB, by itself, creates a new FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB or raises the existing % singleton*. % % H = FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB returns the handle to a new FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB or the handle to % the existing singleton*. % % FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local % function named CALLBACK in FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB.M with the given input arguments. % % FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB('Property','Value',...) creates a new FAXIAL_VS_CORRIENTE_MATLAB or raises the % existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before FAxial_vs_Corriente_Matlab_OpeningFcn gets called. An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop. All inputs are passed to FAxial_vs_Corriente_Matlab_OpeningFcn via varargin. % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)". % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help FAxial_vs_Corriente_Matlab % Last Modified by GUIDE v2.5 09-Sep-2012 13:05:34 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @FAxial_vs_Corriente_Matlab_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @FAxial_vs_Corriente_Matlab_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos69de88 % --- Executes just before FAxial_vs_Corriente_Matlab is made visible. function FAxial_vs_Corriente_Matlab_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) a=imread('Rodamiento_Magnetico.jpg'); image(a); axis off % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to FAxial_vs_Corriente_Matlab (see VARARGIN) % Choose default command line output for FAxial_vs_Corriente_Matlab handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes FAxial_vs_Corriente_Matlab wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = FAxial_vs_Corriente_Matlab_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; function R_Eje_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Eje (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of R_Eje as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of R_Eje as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function R_Eje_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Eje (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos70de88 set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Intensidad_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Intensidad (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Intensidad as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Intensidad as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Intensidad_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Intensidad (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Espiras_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Espiras (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Espiras as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Espiras as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Espiras_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Espiras (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos71de88 function R_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of R_Estator as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of R_Estator as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function R_Estator_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to R_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function A_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of A_Estator as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of A_Estator as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function A_Estator_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to A_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function L_Estator_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to L_Estator (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos78de88 mi_addnode(Puntos(14,1),Puntos(14,2)); mi_addnode(Puntos(15,1),Puntos(15,2)); mi_addnode(Puntos(16,1),Puntos(16,2)); mi_addnode(Puntos(17,1),Puntos(17,2)); mi_addnode(Puntos(18,1),Puntos(18,2)); mi_addnode(Puntos(19,1),Puntos(19,2)); mi_addnode(Puntos(20,1),Puntos(20,2)); mi_addnode(Puntos(21,1),Puntos(21,2)); mi_addnode(Puntos(22,1),Puntos(22,2)); mi_addnode(Puntos(23,1),Puntos(23,2)); mi_addnode(Puntos(24,1),Puntos(24,2)); mi_addnode(Puntos(25,1),Puntos(25,2)); mi_addnode(Puntos(26,1),Puntos(26,2)); mi_addnode(Puntos(27,1),Puntos(27,2)); mi_addnode(Puntos(28,1),Puntos(28,2)); mi_addnode(Puntos(29,1),Puntos(29,2)); mi_addnode(Puntos(30,1),Puntos(30,2)); mi_addnode(Puntos(31,1),Puntos(31,2)); mi_addnode(Puntos(32,1),Puntos(32,2)); % Inserción de los puntos de la frontera que engloba al rodamiento R_Frontera = 2*R_Estator; Puntos(33,1) = 0; Puntos(33,2) = -(R_Frontera + (LongEstator/2)); Puntos(34,1) = 0; Puntos(34,2) = R_Frontera - (LongEstator/2); mi_addnode(Puntos(33,1),Puntos(33,2)); mi_addnode(Puntos(34,1),Puntos(34,2)); % -----Inserción de los segmentos o líneas que definen el rodamiento en FEMM----- % Inserción de los segmentos del estator y del rotor mi_addsegment(Puntos(1,1),Puntos(1,2),Puntos(2,1),Puntos(2,2)); mi_addsegment(Puntos(1,1),Puntos(1,2),Puntos(3,1),Puntos(3,2)); mi_addsegment(Puntos(2,1),Puntos(2,2),Puntos(8,1),Puntos(8,2)); mi_addsegment(Puntos(3,1),Puntos(3,2),Puntos(4,1),Puntos(4,2)); mi_addsegment(Puntos(4,1),Puntos(4,2),Puntos(9,1),Puntos(9,2)); mi_addsegment(Puntos(5,1),Puntos(5,2),Puntos(6,1),Puntos(6,2)); mi_addsegment(Puntos(5,1),Puntos(5,2),Puntos(10,1),Puntos(10,2)); mi_addsegment(Puntos(6,1),Puntos(6,2),Puntos(11,1),Puntos(11,2)); mi_addsegment(Puntos(7,1),Puntos(7,2),Puntos(8,1),Puntos(8,2)); mi_addsegment(Puntos(7,1),Puntos(7,2),Puntos(12,1),Puntos(12,2)); mi_addsegment(Puntos(9,1),Puntos(9,2),Puntos(10,1),Puntos(10,2)); mi_addsegment(Puntos(10,1),Puntos(10,2),Puntos(11,1),Puntos(11,2)); mi_addsegment(Puntos(11,1),Puntos(11,2),Puntos(12,1),Puntos(12,2)); mi_addsegment(Puntos(13,1),Puntos(13,2),Puntos(14,1),Puntos(14,2)); mi_addsegment(Puntos(13,1),Puntos(13,2),Puntos(18,1),Puntos(18,2)); mi_addsegment(Puntos(14,1),Puntos(14,2),Puntos(19,1),Puntos(19,2)); mi_addsegment(Puntos(15,1),Puntos(15,2),Puntos(16,1),Puntos(16,2)); mi_addsegment(Puntos(15,1),Puntos(15,2),Puntos(20,1),Puntos(20,2)); mi_addsegment(Puntos(16,1),Puntos(16,2),Puntos(21,1),Puntos(21,2));
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos79de88 mi_addsegment(Puntos(17,1),Puntos(17,2),Puntos(18,1),Puntos(19,2)); mi_addsegment(Puntos(17,1),Puntos(17,2),Puntos(23,1),Puntos(23,2)); mi_addsegment(Puntos(19,1),Puntos(19,2),Puntos(20,1),Puntos(20,2)); mi_addsegment(Puntos(21,1),Puntos(21,2),Puntos(22,1),Puntos(22,2)); mi_addsegment(Puntos(22,1),Puntos(22,2),Puntos(28,1),Puntos(28,2)); mi_addsegment(Puntos(23,1),Puntos(23,2),Puntos(24,1),Puntos(24,2)); mi_addsegment(Puntos(24,1),Puntos(24,2),Puntos(29,1),Puntos(29,2)); mi_addsegment(Puntos(25,1),Puntos(25,2),Puntos(26,1),Puntos(26,2)); mi_addsegment(Puntos(25,1),Puntos(25,2),Puntos(30,1),Puntos(30,2)); mi_addsegment(Puntos(26,1),Puntos(26,2),Puntos(31,1),Puntos(31,2)); mi_addsegment(Puntos(27,1),Puntos(27,2),Puntos(28,1),Puntos(28,2)); mi_addsegment(Puntos(27,1),Puntos(27,2),Puntos(32,1),Puntos(32,2)); mi_addsegment(Puntos(29,1),Puntos(29,2),Puntos(30,1),Puntos(30,2)); mi_addsegment(Puntos(31,1),Puntos(31,2),Puntos(32,1),Puntos(32,2)); % Inserción de los segmentos del entorno que engloba al rodamiento mi_addsegment(Puntos(33,1),Puntos(33,2),Puntos(34,1),Puntos(34,2)); mi_addarc(Puntos(33,1),Puntos(33,2),Puntos(34,1),Puntos(34,2),180,1); % -----Se asigna un número de GRUPO a cada parte del rodamiento en FEMM----- % Grupo 0 -> Devanado estatórico, Grupo 1 -> Estator, Grupo 2 -> Rotor, Grupo 3 -> Vacío % El ESTATOR está comprendido por los puntos desde el 1 hasta el punto 12. for k=1:12; mi_selectnode(Puntos(k,1), Puntos(k,2)); end mi_setgroup(1); mi_clearselected; % El ROTOR está comprendido por los puntos desde el 13 hasta el punto 32. for k=13:32; mi_selectnode(Puntos(k,1), Puntos(k,2)); end mi_setgroup(2); mi_clearselected; % -----Inserción de los materiales del rodamiento en FEMM----- % Corriente del devanado estatórico. Se establece una corriente inicial de 0A. Corriente = 0; mi_addcircprop ('Idc', Corriente, 1); % Material del devanado estatórico. Grupo -> 0 Mat_Devanado(1)=(R_AnilloInterno+r_AnilloExterno)/2; Mat_Devanado(2)=-(A_Estator+LongEstator)/2; mi_addblocklabel(Mat_Devanado(1), Mat_Devanado(2)); mi_selectlabel(Mat_Devanado(1), Mat_Devanado(2)); mi_setblockprop('Copper', 0, 0.25, 'Idc', 0 , 0, Espiras); mi_clearselected; % Material del estator. Grupo -> 1
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos80de88 Mat_Estator(1)=(R_AnilloInterno+r_AnilloExterno)/2; Mat_Estator(2)=-(A_Estator)/2; mi_addblocklabel (Mat_Estator(1), Mat_Estator(2)); mi_selectlabel(Mat_Estator(1), Mat_Estator(2)); mi_setblockprop('M-27 Steel', 0, 0.25, ' ', 0 , 1, 1); mi_clearselected; % Material del rotor. Grupo -> 2 Mat_Rotor(1)=(R_AnilloInterno+r_AnilloExterno)/2; Mat_Rotor(2)=-((LongEstator+Gap+1)+(LongEstator+Gap+1+A_Disco))/2; mi_addblocklabel(Mat_Rotor(1), Mat_Rotor(2)); mi_selectlabel(Mat_Rotor(1), Mat_Rotor(2)); mi_setblockprop('M-27 Steel', 0, 0.25, ' ', 0 , 2, 1); mi_clearselected; % Material del vacío. Grupo -> 3 Mat_Vacio(1)=R_Estator+2; Mat_Vacio(2)=-(A_Estator+LongEstator)/2; mi_addblocklabel(Mat_Vacio(1), Mat_Vacio(2)); mi_selectlabel(Mat_Vacio(1), Mat_Vacio(2)); mi_setblockprop('Air', 1, 1, ' ', 0 , 3, 1); mi_clearselected; % -----Condiciones de contorno----- % Se añade al arco del semicírculo que engloba al rodamiento una condición de contorno para que el flujo magnético sea tangencial a dicho arco. % Para ello A0, A1, A2 y phi deben ser cero. El resto de valores se ponen a cero, por defecto. mi_addboundprop('Tangencial', 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0); mi_selectarcsegment(Puntos(33,1),Puntos(33,2)); mi_setarcsegmentprop(1, 'Tangencial', 0, 0); mi_clearselected; % Se hace un zoom del rodamiento magnético en FEMM, no es necesario visualizar el entorno entero mi_zoom(-5, -(LongEstator+Gap+7+A_Disco), R_Estator*2, 5); % Se guarda el archivo con el nombre que deseemos sin expacios y con extensión .FEM mi_saveas('RodMag.FEM'); % ----Se crea el mallado del rodamiento con FEMM---- mi_createmesh; % ----Se hace una simulación con FEMM---- mi_analyze(0); mi_loadsolution; % ----POSPROCESADOR---- % Se hace zoom de la pieza con FEMM mo_zoom(-5, -(LongEstator+Gap+7+A_Disco), R_Estator*2, 5);
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos81de88 % Se selecciona el área del rotor (Grupo -> 2) y se calcula la fuerza axial con un bucle "for" % Suponemos que la corriente varía entre 0-3 A con intervalos de 0.5 A, por tanto habrá 7 medidas n=7; x=zeros(n,1); f=zeros(n,1); incremento_I=0.5; for k=1:n mi_analyze; mi_loadsolution; mo_groupselectblock(2); x(k)=incremento_I*(k-1); f(k)=mo_blockintegral(19); Corriente=incremento_I*k; mi_setcurrent('Idc', Corriente); end % Se representa gráficamente la Fuerza axial ejercida en el rotor frente a la Corriente del devanado estatórico. figure; plot(x,f,'bo'); hold on; grid on; plot(x,f,'b-', 'LineWidth', 2); xlim([0 3]); xlabel('Corriente (A)'); ylabel('Fuerza axial (N)'); title('Fuerza axial vs. Corriente'); save valores_FvsI.mat x f closefemm end % --- Executes on button press in Boton_Restablecer. function Boton_Restablecer_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Boton_Restablecer (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) set(handles.Espiras, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.R_Eje, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.R_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.A_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.L_Estator, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.rAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.RadAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.rAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.RadAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Gap, 'BackgroundColor', 'red');
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos82de88 set(handles.R_Disco, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.A_Disco, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Diametro_espira, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Seccion_espira, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Num_capas, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Aventana_necesaria, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Aventana_disponible, 'BackgroundColor', 'red'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'BackgroundColor', 'red'); pause(1); set(handles.Espiras, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Eje, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.A_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.L_Estator, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.rAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.RadAnilloInterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.rAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.RadAnilloExterno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Gap, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.R_Disco, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.A_Disco, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Diametro_espira, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Seccion_espira, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Num_capas, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Aventana_necesaria, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Aventana_disponible, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'BackgroundColor', 'white'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', [0.17 0.51 0.34]); set(handles.Espiras, 'String', '0.00'); set(handles.R_Eje, 'String', '0.00'); set(handles.R_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.A_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.L_Estator, 'String', '0.00'); set(handles.rAnilloInterno, 'String', '0.00'); set(handles.RadAnilloInterno, 'String', '0.00'); set(handles.rAnilloExterno, 'String', '0.00'); set(handles.RadAnilloExterno, 'String', '0.00'); set(handles.Gap, 'String', '0.00'); set(handles.R_Disco, 'String', '0.00'); set(handles.A_Disco, 'String', '0.00'); set(handles.Diametro_espira, 'String', '0.00'); set(handles.Seccion_espira, 'String', '0.00'); set(handles.Num_capas, 'String', '0.00'); set(handles.Aventana_necesaria, 'String', '0.00'); set(handles.Aventana_disponible, 'String', '0.00'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', '-');
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos83de88 function Gap_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Gap (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Gap as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Gap as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Gap_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Gap (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Diametro_espira_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Diametro_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Diametro_espira as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Diametro_espira as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Diametro_espira_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Diametro_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Seccion_espira_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Seccion_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos84de88 % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Seccion_espira as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Seccion_espira as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Seccion_espira_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Seccion_espira (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Aventana_necesaria_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_necesaria (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Aventana_necesaria as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Aventana_necesaria as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Aventana_necesaria_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_necesaria (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Aventana_disponible_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_disponible (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Aventana_disponible as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Aventana_disponible as a double
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos85de88 % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Aventana_disponible_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Aventana_disponible (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Num_capas_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Num_capas (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Num_capas as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Num_capas as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Num_capas_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Num_capas (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function Evaluacion_diseno_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Evaluacion_diseno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of Evaluacion_diseno as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of Evaluacion_diseno as a double % --- Executes during object creation, after setting all properties. function Evaluacion_diseno_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Evaluacion_diseno (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos86de88 % Hint: edit controls usually have a white background on Windows. % See ISPC and COMPUTER. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % --- Executes on button press in Boton_CalculoDevanado. function Boton_CalculoDevanado_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to Boton_CalculoDevanado (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) Corriente = 3; Espiras = str2num (get(handles.Espiras,'String')); R_Eje = str2num (get(handles.R_Eje,'String')); R_Estator = str2num (get(handles.R_Estator,'String')); A_Estator = str2num (get(handles.A_Estator,'String')); LongEstator = str2num (get(handles.L_Estator,'String')); r_AnilloInterno = str2num (get(handles.rAnilloInterno,'String')); R_AnilloInterno = str2num (get(handles.RadAnilloInterno,'String')); r_AnilloExterno = str2num (get(handles.rAnilloExterno,'String')); R_AnilloExterno = str2num (get(handles.RadAnilloExterno,'String')); R_Disco = str2num (get(handles.R_Disco,'String')); A_Disco = str2num (get(handles.A_Disco,'String')); L_Ventana = LongEstator - A_Estator; Densidad_max = 1; Factor_empaquetado = 0.9; S_Espira = Corriente/Densidad_max; R_Espira = sqrt(S_Espira/pi); D_Espira = 2*R_Espira; Espiras_Capa = floor((L_Ventana*Factor_empaquetado)/D_Espira); Capas = ceil(Espiras/Espiras_Capa); A_ventana_necesaria = (Capas*D_Espira)/Factor_empaquetado; A_ventana_disponible = r_AnilloExterno - R_AnilloInterno; if A_ventana_disponible >= A_ventana_necesaria set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', 'green'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', 'CORRECTO'); else set(handles.Evaluacion_diseno, 'ForegroundColor', 'red'); set(handles.Evaluacion_diseno, 'String', 'INCORRECTO'); end set(handles.Diametro_espira, 'String', num2str(roundn(D_Espira,-2))); set(handles.Seccion_espira, 'String', num2str(roundn(S_Espira,-2))); set(handles.Num_capas, 'String', num2str(roundn(Capas,0))); set(handles.Aventana_necesaria, 'String', num2str(roundn(A_ventana_necesaria,-2))); set(handles.Aventana_disponible, 'String', num2str(roundn(A_ventana_disponible,-2)));
MÁSTERENENERGÍASRENOVABLESYEFICIENCIAENERGÉTICAIkerXabierIturrateGil TFM:Estudiodeunrodamientomagnéticoactivoaxialmediantesimulacionesdeelementosfinitos87de88 9.3 CódigofuentedelafuncióndeMatlab“comprobación_errores.m”de “FAxial_vs_Gap.m” function [error] = comprobacion_errores(I, Esp, rEje, Rs, As, Ls, r1, R1, r2, R2, Rd, Ad) error = 0; if ((Esp < 0) || (rEje < 0) || (Rs < 0) || (As < 0) || (Ls < 0) || (r1 < 0) || (R1 < 0) || (r2 < 0) || (R2 < 0) || ... (Rd < 0) || (Ad < 0)) mostrar_mensaje('Las dimensiones del rodamiento deben tener un valor positivo'); error = -1; else if ((Rs < R2) || (Rd < R2)) mostrar_mensaje('R Estator y R Disco deben ser MAYOR O IGUAL que R Anillo Externo'); error = -1; end if ((R2 < r2) || (R2 < R1) || (R2 < r1) || (R2 < rEje)) mostrar_mensaje('R Anillo Externo debe ser MAYOR que: R Eje, r y R Anillo Interno y r Anillo Externo'); error = -1; end if ((r2 < R1) || (r2 < r1) || (r2 < rEje)) mostrar_mensaje('r Anillo Externo debe ser MAYOR que: R Eje y r y R Anillo Interno'); error = -1; end if ((R1 < r1) || (R1 < rEje)) mostrar_mensaje('R Anillo Interno debe ser MAYOR que: R Eje y r Anillo Interno'); error = -1; end if (r1 < rEje) mostrar_mensaje('r Anillo Interno debe ser MAYOR que R Eje'); error = -1; end if (Ls < As) mostrar_mensaje('L Estator debe ser MAYOR que A Estator'); error = -1; end end end function mostrar_mensaje(mensaje) msgbox(mensaje,'Error','error'); end