Impacto del Número de Bobinas en el Rendimiento de Motores de Imán Permanente Doblamente Saliente de Dientes de 4 Fases de Baja Velocidad
Autores: Guerroudj, Cherif; Charpentier, Jean-Frederic; Saou, Rachid; Karnavas, Yannis L.; Bracikowski, Nicolas; Zaïm, Mohammed El-Hadi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Impacto del Número de Bobinas en el Rendimiento de Motores de Imán Permanente Doblamente Saliente de Dientes de 4 Fases de Baja Velocidad
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Imán permanente
Salida de par
Máquinas polifásicas
Aplicaciones navales
Optimización por enjambre de partículas
Propulsión de barcos de accionamiento directo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La máquina de imán permanente de doble saliencia y baja velocidad (TDSPM) es un candidato interesante para aplicaciones de barcos eléctricos debido a su alta salida de par, operación sin mantenimiento y modos de trabajo flexibles, lo que brinda la oportunidad de aumentar la fiabilidad del sistema y reducir el tamaño, peso y ruido del sistema, que son características clave para aplicaciones navales. Sin embargo, particularmente en la configuración de 3 fases, la saliencia del estator y el rotor de estas máquinas conduce a un alto nivel de ondulación del par. Para superar estas desventajas, el uso de máquinas polifásicas (con un número de fases mayor que tres) puede ser una solución relevante. En este documento, se realiza un diseño óptimo de dos tipos de motores novedosos de 4 fases con el fin de cumplir con las especificaciones de propulsión de barcos navales de alta potencia. Los diseños tienen como objetivo maximizar la relación entre par y masa. El rendimiento de los motores está directamente relacionado con sus parámetros estructurales, por lo que también se presenta y analiza el impacto del número de bobinas en términos de par medio, ondulación del par, valores de relación de energía y eficiencia. El diseño de estas dos estructuras electromagnéticas, así como la determinación de sus rendimientos electromagnéticos, se lleva a cabo utilizando un algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO) teniendo en cuenta la restricción térmica. El rendimiento de la máquina propuesta en términos de par medio, ondulación del par, relación de energía y valores de eficiencia se presenta y analiza. Los resultados obtenidos revelan que las máquinas TDSPM con cuatro polos/fase son buenos candidatos para cumplir con los requisitos de un sistema de propulsión de barco de alta potencia con accionamiento directo.
Descripción
La máquina de imán permanente de doble saliencia y baja velocidad (TDSPM) es un candidato interesante para aplicaciones de barcos eléctricos debido a su alta salida de par, operación sin mantenimiento y modos de trabajo flexibles, lo que brinda la oportunidad de aumentar la fiabilidad del sistema y reducir el tamaño, peso y ruido del sistema, que son características clave para aplicaciones navales. Sin embargo, particularmente en la configuración de 3 fases, la saliencia del estator y el rotor de estas máquinas conduce a un alto nivel de ondulación del par. Para superar estas desventajas, el uso de máquinas polifásicas (con un número de fases mayor que tres) puede ser una solución relevante. En este documento, se realiza un diseño óptimo de dos tipos de motores novedosos de 4 fases con el fin de cumplir con las especificaciones de propulsión de barcos navales de alta potencia. Los diseños tienen como objetivo maximizar la relación entre par y masa. El rendimiento de los motores está directamente relacionado con sus parámetros estructurales, por lo que también se presenta y analiza el impacto del número de bobinas en términos de par medio, ondulación del par, valores de relación de energía y eficiencia. El diseño de estas dos estructuras electromagnéticas, así como la determinación de sus rendimientos electromagnéticos, se lleva a cabo utilizando un algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO) teniendo en cuenta la restricción térmica. El rendimiento de la máquina propuesta en términos de par medio, ondulación del par, relación de energía y valores de eficiencia se presenta y analiza. Los resultados obtenidos revelan que las máquinas TDSPM con cuatro polos/fase son buenos candidatos para cumplir con los requisitos de un sistema de propulsión de barco de alta potencia con accionamiento directo.