@unpublished{upm50383,
           month = {February},
           title = {Dise{\~n}o optimizado de una m{\'a}quina de reluctancia conmutada},
          author = {Keke Wang},
         address = {Madrid},
            year = {2018},
             url = {http://oa.upm.es/50383/},
        abstract = {En este Trabajo Fin de Grado se han realizado tareas que suponen el dise{\~n}o de una m{\'a}quina de reluctancia conmutada y la optimizaci{\'o}n de los par{\'a}metros dimensionales con el fin de mejorar el comportamiento mec{\'a}nico de la misma. Se han llevado a cabo simulaciones y c{\'a}lculos a trav{\'e}s de programas inform{\'a}ticos de c{\'a}lculo y an{\'a}lisis como Matlab y ANSYS Maxwell. A continuaci{\'o}n se muestra un esquema de la m{\'a}quina dise{\~n}ada con el {\'u}ltimo programa. El objetivo de utilizar la herramienta de Maxwell es simular el funcionamiento de la m{\'a}quina en distintas condiciones de dise{\~n}o y conseguir resultados que permiten un estudio de sus prestaciones. Se trata de un programa de c{\'a}lculo electromagn{\'e}tico basado en elementos finitos. Por otra parte, se recurre al programa de c{\'a}lculo Matlab para la realizaci{\'o}n de c{\'a}lculos anal{\'i}ticos de manera precisa a partir de datos obtenidos en el primer programa. Se ha tomado como punto de partida un modelo desarrollado con la herramienta de Maxwell, que fue objeto de estudio para la aplicaci{\'o}n como el motor de un veh{\'i}culo el{\'e}ctrico. Se trata de una M{\'a}quina de Reluctancia Conmutada (MRC, en ingl{\'e}s SRM Switched Reluctance Motor) 8/6. Tiene 8 polos en el estator y 6 polos en el rotor. A diferencia de las m{\'a}quinas el{\'e}ctricas convencionales {\'e}sta tiene 4 fases, con 1 par de polos por cada fase. En primer lugar, se ha simulado el funcionamiento de la MRC activando una sola fase con una corriente ideal en el modelo de Maxwell durante medio ciclo el{\'e}ctrico. De este modo, se ha obtenido la forma de par monof{\'a}sico en modo motor. Estos resultados son exportados en formato .tab, donde se han recogido los valores la posici{\'o}n de la m{\'a}quina y el par resultante en funci{\'o}n del tiempo de simulaci{\'o}n. Se han importan estos datos a Matlab a partir de los cuales se ha completado la curva de par monof{\'a}sico por su simetr{\'i}a impar. Despu{\'e}s, se ha creado el de las tres fases restantes con el {\'a}ngulo de desfase correspondiente. Para calcular el par resultante de la m{\'a}quina se ha comparado el par de cada fase seleccionando el m{\'a}ximo durante un ciclo de activaci{\'o}n. Del mismo modo, se ha determinado el orden de activaci{\'o}n. Posteriormente, se ha determinado la variable denominada tiempo de activaci{\'o}n, tiempo transcurrido desde la posici{\'o}n inicial hasta la energizaci{\'o}n de la siguiente fase, mediante dos m{\'e}todos: c{\'a}lculo te{\'o}rico y c{\'a}lculo anal{\'i}tico en Matlab. Para comprobar la validez de los resultados obtenidos se ha simulado el funcionamiento de la MRC en el modelo de Maxwell, escogiendo el satisfactorio. Una vez simulada la conmutaci{\'o}n de las fases en el modelo de Maxwell se procede al siguiente an{\'a}lisis. En la optimizaci{\'o}n del dise{\~n}o de la MRC se han realizado los siguientes casos de estudio: mantener fijo el di{\'a}metro exterior del estator para variar el di{\'a}metro del rotor y viceversa. Los otros par{\'a}metros optimizados son: {\'a}ngulo de las bobinas, la altura y la anchura de los polos rot{\'o}ricos. En cualquier caso, la densidad de corriente se ha mantenido constante, por lo que el {\'a}rea transversal y el n{\'u}mero de vueltas de las bobinas tambi{\'e}n deben ser fijos. A trav{\'e}s de la funci{\'o}n Optimetrics de Maxwell se ha seleccionado un intervalo de valores de los par{\'a}metros a optimizar. Esta funci{\'o}n permite fijar un n{\'u}mero de casos de simulaciones, que se han realizado con la energizaci{\'o}n de una sola fase y una corriente ideal. De nuevo, se ha obtenido la forma de par monof{\'a}sico de las distintas combinaciones y se han importado a Matlab. Se ha calculado anal{\'i}ticamente el par medio y el rizado de par de cada uno de los casos. Mediante la representaci{\'o}n gr{\'a}fica del par medio en funci{\'o}n del rizado de par se han seleccionado los dise{\~n}os m{\'a}s favorables. Por otro lado, tambi{\'e}n se ha ejecutado la optimizaci{\'o}n en Maxwell mediante el algoritmo de b{\'u}squeda de patrones (Pattern Search). Para evitar que el programa analice dise{\~n}os no deseados y aumentar el n{\'u}mero de iteraciones innecesariamente se ha introducido como punto inicial valores de los par{\'a}metros muy similares a los obtenidos en Matlab. La optimizaci{\'o}n finaliza al encontrar una soluci{\'o}n que cumple con el valor buscado de la funci{\'o}n de coste, en este caso se trata de la minimizaci{\'o}n del rizado de par mec{\'a}nico. Por {\'u}ltimo, se han comparado los resultados obtenidos mediante ambos programas y se ha estudia la sensibilidad del rizado y del par medio de la MRC en funci{\'o}n de los par{\'a}metros seleccionados. Se ha podido verificar que efectivamente el comportamiento mec{\'a}nico de la m{\'a}quina se ve influencia por {\'e}stos. La metodolog{\'i}a presentada en este trabajo pretende calcular variables para modelar una m{\'a}quina de reluctancia conmutada y optimizar los par{\'a}metros dimensionales que permiten a la MRC ofrecer prestaciones m{\'a}s convenientes, todo ello para una aplicaci{\'o}n determinada.}
}