Topoloji optimizasyonu yardımıyla bir alternatörün tasarım eniyilemesi

Abstract

Rüzgâr Enerjisi, tarih boyunca çeşitli şekillerde dönüştürülmüştür. Sulama, tahıl öğütme ve gemileri hareket ettirmek için mekanik enerjiye dönüştürülen rüzgâr enerjisi, günümüzde ise bu alanlardan uzaklaşarak, özellikle elektrik üretiminde oldukça önemli bir yere sahiptir. 1900 yılların başında küçük güçler (kilowatt) ile başlayan rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine dönüştürme serüveni, günümüzde oldukça iyi değerlere (MegaWatt) ulaşmıştır. Bununla birlikte sadece yüksek güçlere çıkılmamış yeni malzemeler, yeni mühendislik teknikleri ve teknolojilerinin gelişmesine neden olmuştur. Tüm bunlar birleştiğinde ise rüzgâr türbin verimleri artırılmıştır. Bu çalışmada, geliştirilen yeni mühendislik teknikliklerinden topoloji optimizasyonu kullanılarak rüzgâr türbini alternatörünün yapısı ele alınmıştır. 4 kW gücündeki sabit mıknatıslı alternatör yapısı, yapısal değişikler oluşturularak ağırlık azaltılmasının yanı sıra yapı içerisinde elektrik üretimi için önemli yer tutan manyetik akı dağılımının iyileştiği analizler sonucunda elde edilmiştir. topoloji optimizasyonu uygun sonuçları verip başarıyla sonuçlandırılmıştır.

Wind Energy has been transformed in various ways throughout history. Wind energy, which is transformed into mechanical energy for irrigation, grain milling and moving ships, has a very important place in electricity generation, especially in electricity production. In the early 1900s, the adventure of converting wind energy into small amounts of electricity (kilowatts) has reached today's very good values (MegaWatts). However, new materials, which have not only reached high powers, have led to the development of new engineering techniques and technologies. All of these combined with increased wind turbine efficiency. In this study, the structure of the wind turbine alternator is examined by using topology optimization from the new engineering techniques developed. Permanent magnet alternator structure of 4 kW was obtained as a result of the analysis of the magnetic flux distribution which has important place for electricity production in the structure as well as weight reduction by constructing structural changes. topology optimization gave the appropriate results and concluded successfully.