Análisis comparativo multiobjetivo de arquitecturas de rectificadores modulares activos para una aeronave más eléctrica
Autores: Atutxa, Unai; Baraia-Etxaburu, Igor; López, Víctor Manuel; González-Hernando, Fernando; Rujas, Alejandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis comparativo multiobjetivo de arquitecturas de rectificadores modulares activos para una aeronave más eléctrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Electrificación de aeronaves
Rectificadores activos
Arquitectura modular
Eficiencia
Volumen
Fiabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La electrificación de aeronaves requiere rectificadores fiables, de alta densidad de potencia, alta eficiencia y bidireccionales para mejorar el rendimiento general de las aeronaves existentes. Así, los rectificadores pasivos tradicionales y voluminosos deben ser sustituidos por rectificadores activos que satisfagan los requisitos impuestos por los estándares actuales. Sin embargo, se encuentran varios desafíos en términos de controlabilidad de potencia, debido a las condiciones de operación basadas en rectificadores pasivos estandarizados. Este trabajo presenta la implementación de una arquitectura modular de rectificador activo para aplicaciones aeronáuticas. Se realizó un análisis de las dificultades técnicas y limitaciones, y se proponen y diseñan tres arquitecturas modulares innovadoras. Para encontrar la arquitectura más adecuada, se propone un marco de comparación, centrándose en la eficiencia, el volumen y los parámetros de fiabilidad. A partir del análisis comparativo, se puede concluir que la arquitectura de configuración de dos etapas es una buena solución en términos de expectativa de vida del semiconductor y bajo volumen. Sin embargo, si se requieren redundancias en el convertidor, la configuración de una sola etapa con STATCOM es un excelente compromiso entre bajo volumen, redundancia y rentabilidad.
Descripción
La electrificación de aeronaves requiere rectificadores fiables, de alta densidad de potencia, alta eficiencia y bidireccionales para mejorar el rendimiento general de las aeronaves existentes. Así, los rectificadores pasivos tradicionales y voluminosos deben ser sustituidos por rectificadores activos que satisfagan los requisitos impuestos por los estándares actuales. Sin embargo, se encuentran varios desafíos en términos de controlabilidad de potencia, debido a las condiciones de operación basadas en rectificadores pasivos estandarizados. Este trabajo presenta la implementación de una arquitectura modular de rectificador activo para aplicaciones aeronáuticas. Se realizó un análisis de las dificultades técnicas y limitaciones, y se proponen y diseñan tres arquitecturas modulares innovadoras. Para encontrar la arquitectura más adecuada, se propone un marco de comparación, centrándose en la eficiencia, el volumen y los parámetros de fiabilidad. A partir del análisis comparativo, se puede concluir que la arquitectura de configuración de dos etapas es una buena solución en términos de expectativa de vida del semiconductor y bajo volumen. Sin embargo, si se requieren redundancias en el convertidor, la configuración de una sola etapa con STATCOM es un excelente compromiso entre bajo volumen, redundancia y rentabilidad.