Factible y óptimo diseño de un generador superconductor de alta temperatura en el aire utilizando el método Taguchi
Autores: Zhou, Xiaoyi; Zou, Shengnan; Song, Shoujun; Chen, Wei; Chen, Zhanjun; Xu, Jiaojiao; Yan, Ming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Factible y óptimo diseño de un generador superconductor de alta temperatura en el aire utilizando el método Taguchi
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Electrificación de aeronaves
Bajas emisiones de carbono
Superconductividad de alta temperatura
Densidad de potencia
Máquinas híbridas de HTS
Aplicaciones aéreas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La electrificación de aeronaves se ha convertido en una tendencia con la demanda de bajas emisiones de carbono y alta capacidad de carga eléctrica en la actualidad. Las aeronaves son especialmente estrictas con el peso a bordo; como resultado, las máquinas eléctricas superconductoras de alta temperatura (HTS) están atrayendo la atención para aplicaciones aéreas debido a su potencial para un aumento significativo en la densidad de potencia. En este estudio, se propuso un esquema factible de un generador síncrono híbrido-HTS aéreo para cumplir con los requisitos de una aeronave pequeña (con menos de ocho asientos y un rango máximo de aproximadamente 1000 km). Se describe el diseño completo de arriba a abajo. Las características de salida y las pérdidas de corriente alterna metálicas y superconductoras fueron calculadas basándose en el método de elementos finitos. Se obtuvo una potencia de 1 MW, con una densidad de potencia de 9,27 kW/kg y una eficiencia del 98,73%. Además, el rendimiento de la máquina se optimizó utilizando el método Taguchi. El diseño preliminar demostró la posibilidad y beneficios de las máquinas híbridas-HTS para aplicaciones aéreas.
Descripción
La electrificación de aeronaves se ha convertido en una tendencia con la demanda de bajas emisiones de carbono y alta capacidad de carga eléctrica en la actualidad. Las aeronaves son especialmente estrictas con el peso a bordo; como resultado, las máquinas eléctricas superconductoras de alta temperatura (HTS) están atrayendo la atención para aplicaciones aéreas debido a su potencial para un aumento significativo en la densidad de potencia. En este estudio, se propuso un esquema factible de un generador síncrono híbrido-HTS aéreo para cumplir con los requisitos de una aeronave pequeña (con menos de ocho asientos y un rango máximo de aproximadamente 1000 km). Se describe el diseño completo de arriba a abajo. Las características de salida y las pérdidas de corriente alterna metálicas y superconductoras fueron calculadas basándose en el método de elementos finitos. Se obtuvo una potencia de 1 MW, con una densidad de potencia de 9,27 kW/kg y una eficiencia del 98,73%. Además, el rendimiento de la máquina se optimizó utilizando el método Taguchi. El diseño preliminar demostró la posibilidad y beneficios de las máquinas híbridas-HTS para aplicaciones aéreas.