Análisis térmico de una máquina de imán permanente modular ante una falla en circuito abierto con distribución de temperatura asimétrica
Autores: Liu, Yunfei; Zhang, Bingyi; Zong, Ming; Feng, Guihong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis térmico de una máquina de imán permanente modular ante una falla en circuito abierto con distribución de temperatura asimétrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Máquina de imán permanente modular
Distribución de temperatura
Tolerancia a fallos
Módulos de estator
Modelo térmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Una máquina modular de imán permanente está compuesta por varios módulos de estator, y el devanado trifásico de cada módulo puede ser controlado de forma independiente. La novedosa máquina modular de imán permanente tiene buenas capacidades en términos de tolerancia a fallas cuando la máquina está expuesta a condiciones de falla. La corriente de cada fase es diferente y resultará en una distribución desigual de pérdidas en cada fase. La transferencia de calor ocurre en dirección circunferencial y la distribución de temperatura será asimétrica en dirección circunferencial. Este artículo propone un modelo térmico de elementos finitos en 3D para calcular con precisión el aumento de temperatura bajo condiciones de circuito abierto para máquinas de imán permanente modulares. Cuando dos módulos están en funcionamiento, la máquina puede producir el par nominal. Cuando un módulo está en funcionamiento y la temperatura es de 150 grados Celsius, el par de salida es 0.76 veces el par nominal. La temperatura de la máquina bajo la condición de circuito abierto de una fase con una estrategia de control de diferencia de temperatura cero será 0.8 grados Celsius más baja que con una estrategia de control de pérdida de cobre mínima. Finalmente, se fabrica un prototipo con tres módulos de estator y los resultados de cálculo son validados mediante pruebas experimentales. Tiene una gran importancia para el cálculo preciso de una máquina con distribución de temperatura asimétrica en dirección circunferencial.
Descripción
Una máquina modular de imán permanente está compuesta por varios módulos de estator, y el devanado trifásico de cada módulo puede ser controlado de forma independiente. La novedosa máquina modular de imán permanente tiene buenas capacidades en términos de tolerancia a fallas cuando la máquina está expuesta a condiciones de falla. La corriente de cada fase es diferente y resultará en una distribución desigual de pérdidas en cada fase. La transferencia de calor ocurre en dirección circunferencial y la distribución de temperatura será asimétrica en dirección circunferencial. Este artículo propone un modelo térmico de elementos finitos en 3D para calcular con precisión el aumento de temperatura bajo condiciones de circuito abierto para máquinas de imán permanente modulares. Cuando dos módulos están en funcionamiento, la máquina puede producir el par nominal. Cuando un módulo está en funcionamiento y la temperatura es de 150 grados Celsius, el par de salida es 0.76 veces el par nominal. La temperatura de la máquina bajo la condición de circuito abierto de una fase con una estrategia de control de diferencia de temperatura cero será 0.8 grados Celsius más baja que con una estrategia de control de pérdida de cobre mínima. Finalmente, se fabrica un prototipo con tres módulos de estator y los resultados de cálculo son validados mediante pruebas experimentales. Tiene una gran importancia para el cálculo preciso de una máquina con distribución de temperatura asimétrica en dirección circunferencial.