Otimização topológica de circuitos magnéticos para refrigeração magnética

Abstract

O trabalho visa desenvolver um circuito magnético a base de ímãs permanentes para utilização em um sistema de refrigeração magnética e, portanto, deseja-se maximizar a energia magnética no entreferro, sendo esta distribuída com um perfil pré-determinado. Para isto, foi utilizado o método da densidade para otimização topológica do aço magnético do circuito, e a eficiência do circuito foi divida em duas diferentes eficiências, de forma a medir o ponto de operação energético dos ímãs separadamente à eficiência do circuito em concentrar a energia magnética na região desejada. Ainda, foi desenvolvido um método de análise de eficiência dos ímãs a partir do método do ímã virtual, que foi utilizado para determinar a melhor forma de distribuir os segmentos de ímã. Visando a redução do custo total do projeto, este foi feito utilizando apenas blocos paralelepipedais de ímãs permanentes. Com isso, pôde-se obter um circuito magnético com performance parecida com outros circuitos da literatura porém com uma topologia de baixo custo. O projeto final do trabalho teve como base uma topologia de entreferro pré-determinada e um volume fixo de ímãs permanentes. Assim, os ímãs foram alocados tomando como base o método do ímã virtual, e o aço magnético foi otimizado pelo método da densidade. Com isso, pôde-se obter um circuito com o perfil de campo suficientemente próximo ao desejado.