El modelo de freno híbrido y su validación
Autores: Holtmann, Christoph; Köhler, Christoph; Weber, Christian; Rinderknecht, Frank
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El modelo de freno híbrido y su validación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Papel
Freno híbrido
Freno de corriente de Foucault
Resorte de disco
Modelo
Método de diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Como extensión de un artículo publicado en la 24ª Conferencia Internacional sobre Tecnología Mecatrónica, conferencia ICMT 2021, este artículo muestra el concepto, método de diseño y modelo de un freno híbrido con validación adicional. Un freno de corriente de Foucault no puede usarse para decelerar un vehículo hasta detenerlo por completo. Sin embargo, la fuerza de atracción magnética entre el rotor y el estator de un freno de corriente de Foucault puede utilizarse para generar un par adicional de fricción mecánica. Al utilizar un resorte de disco entre el rotor y el estator, el freno de corriente de Foucault se extiende a un freno híbrido. En particular, el modelo y método de diseño del resorte de disco son el foco de este trabajo. Utilizando un modelo de sistema que incluye los dominios electromagnético y mecánico, se investiga la reducción del desgaste en comparación con un freno de fricción convencional y el comportamiento dinámico dependiendo de los parámetros del resorte. Finalmente, se diseña un resorte de disco en FEM con la curva de fuerza-desplazamiento deseada. Además, se construye un demostrador de trabajo de un freno híbrido, y se comparan los modelos de sistema electromagnético y mecánico con los resultados experimentales. Por primera vez, se muestra que el concepto de utilizar la fuerza de atracción magnética entre el rotor y el estator de un freno de corriente de Foucault para frenar hasta detenerse está funcionando. En un rango de velocidad de 0-7500 rpm, es posible generar un par de 100 Nm, donde a velocidades superiores a 3500 rpm, el par se genera de manera libre de desgaste por corrientes de Foucault. Sin embargo, para ser válido, el modelo debe extenderse para representar la deformación del rotor.
Descripción
Como extensión de un artículo publicado en la 24ª Conferencia Internacional sobre Tecnología Mecatrónica, conferencia ICMT 2021, este artículo muestra el concepto, método de diseño y modelo de un freno híbrido con validación adicional. Un freno de corriente de Foucault no puede usarse para decelerar un vehículo hasta detenerlo por completo. Sin embargo, la fuerza de atracción magnética entre el rotor y el estator de un freno de corriente de Foucault puede utilizarse para generar un par adicional de fricción mecánica. Al utilizar un resorte de disco entre el rotor y el estator, el freno de corriente de Foucault se extiende a un freno híbrido. En particular, el modelo y método de diseño del resorte de disco son el foco de este trabajo. Utilizando un modelo de sistema que incluye los dominios electromagnético y mecánico, se investiga la reducción del desgaste en comparación con un freno de fricción convencional y el comportamiento dinámico dependiendo de los parámetros del resorte. Finalmente, se diseña un resorte de disco en FEM con la curva de fuerza-desplazamiento deseada. Además, se construye un demostrador de trabajo de un freno híbrido, y se comparan los modelos de sistema electromagnético y mecánico con los resultados experimentales. Por primera vez, se muestra que el concepto de utilizar la fuerza de atracción magnética entre el rotor y el estator de un freno de corriente de Foucault para frenar hasta detenerse está funcionando. En un rango de velocidad de 0-7500 rpm, es posible generar un par de 100 Nm, donde a velocidades superiores a 3500 rpm, el par se genera de manera libre de desgaste por corrientes de Foucault. Sin embargo, para ser válido, el modelo debe extenderse para representar la deformación del rotor.