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Abstract:
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Este trabalho apresenta uma metodologia para otimizar os parâmetros construtivos de um
motor BLDC utilizando Evolução Diferencial em conjunto com o Método dos Elementos
Finitos. A otimização visa aprimorar o desempenho da máquina por meio do ajuste de
cinco parâmetros geométricos do estator: abertura da ranhura, altura da sapata, altura do
dente, ponta do dente e largura do dente. O software Finite Element Method Magnetics
(FEMM) foi empregado para as simulações magnéticas, juntamente com a biblioteca
pyFEMM, em Python, para automatizar o processo de otimização. Foram desenvolvidas
e avaliadas duas funções objetivo: a primeira priorizando a maximização do torque e
a redução das perdas, e a segunda incorporando, adicionalmente, a redução do volume.
O processo de otimização foi executado com 400 iterações para cada função objetivo,
mantendo as restrições de projeto, tais como limites de saturação magnética do material,
viabilidade construtiva e compatibilidade do enrolamento. Os resultados indicam que a
primeira função objetivo proporcionou um aumento de 18,23% no torque médio, com uma
redução de 4,12% na ondulação de torque, mantendo a eficiência em 93,45%. Já a segunda
função objetivo resultou em um aumento de 11,17% no torque, acompanhado de uma
redução de 0,83% no volume e um incremento de 6,32% nas perdas, atingindo 93,6% de
eficiência. A metodologia demonstrou-se eficaz na busca por configurações geométricas
aprimoradas, evidenciando que a combinação da Evolução Diferencial com a análise por
Elementos Finitos constitui uma solução robusta e computacionalmente eficiente para a
otimização de motores BLDC. |
