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Diseño Óptimo de Motores de Imán Permanente de Flujo Axial para Propulsores RIM-Driven de Barcos

Autores: Ouldhamrane, Hichem; Charpentier, Jean-Frédéric; Khoucha, Farid; Zaoui, Abdelhalim; Achour, Yahia; Benbouzid, Mohamed

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Diseño Óptimo de Motores de Imán Permanente de Flujo Axial para Propulsores RIM-Driven de Barcos


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Diseño
Optimización
Motor AFPM
Campo magnético
Modelo térmico
Algoritmos genéticos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento trata sobre el diseño y la optimización de un propulsor eléctrico de 2.1 MW impulsado por borde para la propulsión de barcos. Para este propósito, se considera un motor de imán permanente de flujo axial (AFPM) con rotor sin hierro y doble estator como el motor de propulsión. Se presenta el modelo analítico del motor AFPM seleccionado. El campo magnético en la máquina AFPM se calcula utilizando el concepto de carga magnética 3D en combinación con la teoría de imágenes y funciones de permeancia para tener en cuenta los efectos de ranurado del estator, y se utiliza un modelo térmico simple para evaluar las capacidades de disipación de calor de la máquina y la dependencia térmica de las principales pérdidas electromagnéticas. Para diseñar óptimamente el AFPM, se aplica un proceso de optimización basado en algoritmos genéticos para minimizar el costo de los materiales activos del motor. Se ha construido una función objetivo adecuada y se han tenido en cuenta diferentes restricciones relacionadas con los principales parámetros eléctricos, geométricos y mecánicos. Los resultados obtenidos se comparan con el rendimiento de un motor de imán permanente de flujo radial (RFPM) con pod, que se considera un motor de propulsión de referencia. Los resultados obtenidos muestran una mejora bastante satisfactoria en el costo y las masas de los materiales activos del motor. Finalmente, se valida la precisión de la solución óptima obtenida realizando simulaciones de análisis de elementos finitos 3D (3D-FEA).

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