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Estudio del Rendimiento de Arranque de un Sistema de Propulsión Aero Híbrido en Serie

Autores: Zhu, Jianfeng; Huang, Guochen; Xu, Maoguang; Liu, Ming; Diao, Bo; Li, Po

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estudio del Rendimiento de Arranque de un Sistema de Propulsión Aero Híbrido en Serie


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Sistemas híbridos
Microredes de CC
Proceso de arranque
Velocidad de la turbina de potencia
Rectificación controlada
Optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Combinado con la tendencia de desarrollo de generadores de alta velocidad y el alto voltaje de microredes de CC en sistemas de propulsión aero híbridos de alta potencia, se establece en este artículo un conjunto de sistemas híbridos con una potencia de 200 kW, voltaje de 540 V y velocidad de 21,000 r/min. Se realizaron pruebas de arranque en tierra, centrándose en el análisis de las características de acoplamiento entre el motor, el generador y los motores/propulsores durante el proceso de arranque, lo que facilitó aún más la optimización de la estrategia de control de arranque. En primer lugar, el proceso de arranque del sistema de propulsión aero híbrido en serie consiste principalmente en cuatro etapas: se arranca el motor turboshaft, se aumenta la velocidad de la turbina de gas, interviene la rectificación controlada y se activa el propulsor eléctrico. La definición recomendada del estado de inactividad del sistema de propulsión híbrido de 200 kW en este documento es la siguiente: velocidad de la turbina de potencia = 10,500 rpm, voltaje del sistema de red = 540 V y el estado de potencia mínima estable del motor eléctrico = 150 W. Además, los experimentos revelan que durante el proceso de arranque, el valor de resistencia y la estrategia de rectificación afectan, respectivamente, las características de estado estable y dinámicas de la velocidad de la turbina de potencia. Al comparar múltiples conjuntos de experimentos y utilizar software de ajuste de datos para un diseño óptimo, los resultados indican que, basándose en la estrategia de arranque de protección sin carga y la rectificación controlada en dos pasos, la duración total del proceso de arranque optimizado se reduce en un 64.7%, y la velocidad de la turbina de gas se reduce en un 22.7% en comparación con el estado previo a la optimización. La secuencia de control de arranque es más clara y el efecto de optimización es significativo.

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