Análisis de fallos por rotor bloqueado en generador de conmutación de flujo de campo enrollado de doble rotor para aplicación en turbinas eólicas de rotación contraria
Autores: Ullah, Wasiq; Khan, Faisal; Akuru, Udochukwu B.; Fatima, Mehroz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de fallos por rotor bloqueado en generador de conmutación de flujo de campo enrollado de doble rotor para aplicación en turbinas eólicas de rotación contraria
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Rendimiento
IDRWFFSG
Escenarios de fallos
Características electromagnéticas
Rotor bloqueado
Dirección operativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se investiga el rendimiento del Generador de Conmutación de Flujo de Campo Enrollado de Doble Rotor Independiente (IDRWFFSG) bajo escenarios de falla de rotor bloqueado y dirección de operación de rotación contraria para la capacidad de resistencia a fallas. Se definen el IDRWFFSG y los escenarios de falla de rotor bloqueado, y se explica la formación del camino magnético. Se lleva a cabo un modelado matemático y electromagnético integrado del rendimiento de las características del generador que comprende la calidad del par, la potencia de salida, la eficiencia y el factor de potencia, basado en el método de elementos finitos (FEM) bajo condiciones de falla. Las características electromagnéticas se investigan de manera independiente para los rotores interno y externo bajo condiciones bloqueadas, mientras que el rotor correspondiente se rota en ambas direcciones, en sentido horario (CW) y antihorario (CCW). El análisis confirma que el CCW ofrece una respuesta comparativamente mejor que el CW, con una excelente capacidad de resistencia a fallas de rotor bloqueado. En el caso de la operación CCW, se mejoran el par promedio, la potencia de salida, la eficiencia y el factor de potencia. Basado en los resultados, se determina que la dirección de rotación del rotor se selecciona dependiendo de la demanda previa de alta eficiencia, alto factor de potencia y alta potencia de salida cuando uno de los rotores se encuentra en una condición bloqueada. Finalmente, se desarrolla un prototipo de prueba para validar las características electromagnéticas predichas, cuyos resultados medidos confirman la efectividad del estudio de capacidad de resistencia a fallas del IDRWFFSG.
Descripción
En este artículo, se investiga el rendimiento del Generador de Conmutación de Flujo de Campo Enrollado de Doble Rotor Independiente (IDRWFFSG) bajo escenarios de falla de rotor bloqueado y dirección de operación de rotación contraria para la capacidad de resistencia a fallas. Se definen el IDRWFFSG y los escenarios de falla de rotor bloqueado, y se explica la formación del camino magnético. Se lleva a cabo un modelado matemático y electromagnético integrado del rendimiento de las características del generador que comprende la calidad del par, la potencia de salida, la eficiencia y el factor de potencia, basado en el método de elementos finitos (FEM) bajo condiciones de falla. Las características electromagnéticas se investigan de manera independiente para los rotores interno y externo bajo condiciones bloqueadas, mientras que el rotor correspondiente se rota en ambas direcciones, en sentido horario (CW) y antihorario (CCW). El análisis confirma que el CCW ofrece una respuesta comparativamente mejor que el CW, con una excelente capacidad de resistencia a fallas de rotor bloqueado. En el caso de la operación CCW, se mejoran el par promedio, la potencia de salida, la eficiencia y el factor de potencia. Basado en los resultados, se determina que la dirección de rotación del rotor se selecciona dependiendo de la demanda previa de alta eficiencia, alto factor de potencia y alta potencia de salida cuando uno de los rotores se encuentra en una condición bloqueada. Finalmente, se desarrolla un prototipo de prueba para validar las características electromagnéticas predichas, cuyos resultados medidos confirman la efectividad del estudio de capacidad de resistencia a fallas del IDRWFFSG.