Investigación de los Efectos de la Temperatura en las Pérdidas de Cobre en Bobinados en Forma de Horquilla
Autores: Soltani, Mohammad; Nuzzo, Stefano; Barater, Davide; Franceschini, Giovanni
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación de los Efectos de la Temperatura en las Pérdidas de Cobre en Bobinados en Forma de Horquilla
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Electrificación
Automotriz
Aeroespacial
Motor eléctrico
Bobinados en horquilla
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Hoy en día, se está llevando a cabo una electrificación extensa en todos los sectores industriales, con un interés especial en las industrias automotriz y aeroespacial. El motor eléctrico, sin duda, es uno de los principales actores en este contexto, y se dedica un esfuerzo cada vez mayor con el objetivo de mejorar su eficiencia y densidad de par. Los devanados en forma de horquilla son una de las tecnologías recientes que se implementan en el estator del motor eléctrico. En comparación con los devanados aleatorios convencionales, presenta inherentemente una menor resistencia de CC, un mayor factor de llenado, un mejor rendimiento térmico, una mayor fiabilidad y un proceso de fabricación automatizado. Sin embargo, su limitación son las altas pérdidas óhmicas en operaciones de alta frecuencia debido a los efectos de piel y proximidad (pérdidas de CA), lo que resulta en un impacto negativo en el mapa de temperatura de la máquina. No obstante, aunque se sabe que las pérdidas de CC aumentan linealmente con las temperaturas de operación, la tendencia de las pérdidas de CA necesita un mayor análisis. Este documento demuestra que operar la máquina a temperaturas más altas podría ser beneficioso para la eficiencia general, especialmente en operaciones de alta frecuencia. Esto sugiere que se requiere un cambio de paradigma en el diseño de motores eléctricos equipados con devanados en forma de horquilla, que por lo tanto deberían centrarse en un enfoque orientado a la temperatura. Además, el efecto de la topología del rotor en las pérdidas de CA, que a menudo se pasa por alto, también se considera en este documento. La combinación de estos efectos se utiliza para llevar a cabo observaciones y, eventualmente, proporcionar recomendaciones de diseño. Se realizan evaluaciones electromagnéticas y térmicas por elementos finitos para probar los hallazgos de esta investigación.
Descripción
Hoy en día, se está llevando a cabo una electrificación extensa en todos los sectores industriales, con un interés especial en las industrias automotriz y aeroespacial. El motor eléctrico, sin duda, es uno de los principales actores en este contexto, y se dedica un esfuerzo cada vez mayor con el objetivo de mejorar su eficiencia y densidad de par. Los devanados en forma de horquilla son una de las tecnologías recientes que se implementan en el estator del motor eléctrico. En comparación con los devanados aleatorios convencionales, presenta inherentemente una menor resistencia de CC, un mayor factor de llenado, un mejor rendimiento térmico, una mayor fiabilidad y un proceso de fabricación automatizado. Sin embargo, su limitación son las altas pérdidas óhmicas en operaciones de alta frecuencia debido a los efectos de piel y proximidad (pérdidas de CA), lo que resulta en un impacto negativo en el mapa de temperatura de la máquina. No obstante, aunque se sabe que las pérdidas de CC aumentan linealmente con las temperaturas de operación, la tendencia de las pérdidas de CA necesita un mayor análisis. Este documento demuestra que operar la máquina a temperaturas más altas podría ser beneficioso para la eficiencia general, especialmente en operaciones de alta frecuencia. Esto sugiere que se requiere un cambio de paradigma en el diseño de motores eléctricos equipados con devanados en forma de horquilla, que por lo tanto deberían centrarse en un enfoque orientado a la temperatura. Además, el efecto de la topología del rotor en las pérdidas de CA, que a menudo se pasa por alto, también se considera en este documento. La combinación de estos efectos se utiliza para llevar a cabo observaciones y, eventualmente, proporcionar recomendaciones de diseño. Se realizan evaluaciones electromagnéticas y térmicas por elementos finitos para probar los hallazgos de esta investigación.