Análisis de topologías de motores de imán permanente de superficie e interior para aplicaciones de amortiguación electromagnética activa
Autores: Aguilar-Zamorate, Irving S.; Galluzzi, Renato; Ibarra, Luis; Amati, Nicola; Soriano, Luis Arturo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de topologías de motores de imán permanente de superficie e interior para aplicaciones de amortiguación electromagnética activa
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vehículos modernos
Amortiguadores activos
Electromagnético
Máquinas de imán permanente
Control de suspensión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Muchos vehículos modernos de alta gama explotan soluciones de amortiguación controlables para mejorar su adaptabilidad a diferentes condiciones de la carretera y estilos de conducción. Entre estas tecnologías, los amortiguadores activos ofrecen un rendimiento mejorado debido a su operación en cuatro cuadrantes en el plano de torque-velocidad. En los amortiguadores electromagnéticos activos, se utilizan máquinas de imán permanente sin escobillas debido a su alta densidad de torque. Sin embargo, hasta donde sabemos, no se ha validado un proceso para establecer lo que se ha informado previamente; de igual manera, no se ha validado qué topología de rotor exhibe el mejor rendimiento en tales casos. En consecuencia, el actuador resultante podría exhibir un rendimiento dinámico subóptimo y una eficiencia de conversión de energía deficiente. Aunque se han formulado algunos procesos de diseño en el pasado para controladores semiactivos (el amortiguamiento se modifica utilizando una carga resistiva variable), no son adecuados para el control de suspensión activa. De manera similar, existen soluciones para aumentar la eficiencia de conversión utilizando rectificadores de movimiento mecánico; sin embargo, no se pueden ejercer fuerzas activas, lo que limita su aplicabilidad a actuadores semiactivos. Por lo tanto, este documento presenta una metodología de diseño, utilizando el método de elementos finitos junto con MATLAB/Simulink(tm), para establecer y probar los parámetros de máquinas de imán permanente AC sin escobillas, destinadas a suspensiones controladas activamente. También se presenta un enfoque novedoso para establecer la velocidad base, que aprovecha la capacidad de debilitamiento del campo. Para probar el método propuesto, se diseñaron y evaluaron tres máquinas con topologías de rotor bien conocidas como estudios de caso, y se encontró que la topología montada en superficie era la más adecuada para la tarea analizada.
Descripción
Muchos vehículos modernos de alta gama explotan soluciones de amortiguación controlables para mejorar su adaptabilidad a diferentes condiciones de la carretera y estilos de conducción. Entre estas tecnologías, los amortiguadores activos ofrecen un rendimiento mejorado debido a su operación en cuatro cuadrantes en el plano de torque-velocidad. En los amortiguadores electromagnéticos activos, se utilizan máquinas de imán permanente sin escobillas debido a su alta densidad de torque. Sin embargo, hasta donde sabemos, no se ha validado un proceso para establecer lo que se ha informado previamente; de igual manera, no se ha validado qué topología de rotor exhibe el mejor rendimiento en tales casos. En consecuencia, el actuador resultante podría exhibir un rendimiento dinámico subóptimo y una eficiencia de conversión de energía deficiente. Aunque se han formulado algunos procesos de diseño en el pasado para controladores semiactivos (el amortiguamiento se modifica utilizando una carga resistiva variable), no son adecuados para el control de suspensión activa. De manera similar, existen soluciones para aumentar la eficiencia de conversión utilizando rectificadores de movimiento mecánico; sin embargo, no se pueden ejercer fuerzas activas, lo que limita su aplicabilidad a actuadores semiactivos. Por lo tanto, este documento presenta una metodología de diseño, utilizando el método de elementos finitos junto con MATLAB/Simulink(tm), para establecer y probar los parámetros de máquinas de imán permanente AC sin escobillas, destinadas a suspensiones controladas activamente. También se presenta un enfoque novedoso para establecer la velocidad base, que aprovecha la capacidad de debilitamiento del campo. Para probar el método propuesto, se diseñaron y evaluaron tres máquinas con topologías de rotor bien conocidas como estudios de caso, y se encontró que la topología montada en superficie era la más adecuada para la tarea analizada.