Monitoreo de Condiciones del Desbalance de Torque en un Motor Síncrono de Imán Permanente de Doble Estator para la Propulsión de un UAV de Ala Fija Ligero
Autores: Suti, Aleksander; Di Rito, Gianpietro; Mattei, Giuseppe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Monitoreo de Condiciones del Desbalance de Torque en un Motor Síncrono de Imán Permanente de Doble Estator para la Propulsión de un UAV de Ala Fija Ligero
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Desarrollo
Técnica basada en modelos
Desequilibrios de par
Motor síncrono de imán permanente
Propulsión de UAV
Técnica de monitoreo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el desarrollo de una técnica basada en modelos para monitorear la condición de los desequilibrios de par en un motor síncrono de imán permanente de doble estator para propulsión eléctrica total de UAV. Debido a imperfecciones, degradaciones o incertidumbres, la división del par entre las líneas de potencia puede desviarse del diseño, causando luchas internas de fuerzas y reduciendo la eficiencia. Este estudio demuestra que, al elaborar únicamente las mediciones de velocidad y corrientes directas/cuadráticas de los estatores durante la aceleración/desaceleración del motor, se pueden obtener estimaciones en línea de desmagnetización y desalineación del ángulo eléctrico, lo que permite evaluar el desequilibrio y el par total del sistema. Un resultado relevante es que la técnica se puede utilizar para desarrollar tanto esquemas de monitoreo basados en señales como en modelos. Partiendo de principios físicos fundamentales, se desarrolla un modelo no lineal del sistema de propulsión, que incluye desmagnetización y desalineación del ángulo eléctrico, con el fin de derivar analíticamente las relaciones entre las entradas de monitoreo (corrientes y velocidad) y las salidas (degradaciones). El modelo se valida experimentalmente utilizando un prototipo de sistema caracterizado por desmagnetización asimétrica y desalineación del ángulo eléctrico. Finalmente, se evalúa la efectividad del monitoreo simulando maniobras de vuelo de UAV con el modelo validado experimentalmente: inyectando diferentes niveles de degradaciones y evaluando el desequilibrio de par.
Descripción
Este documento trata sobre el desarrollo de una técnica basada en modelos para monitorear la condición de los desequilibrios de par en un motor síncrono de imán permanente de doble estator para propulsión eléctrica total de UAV. Debido a imperfecciones, degradaciones o incertidumbres, la división del par entre las líneas de potencia puede desviarse del diseño, causando luchas internas de fuerzas y reduciendo la eficiencia. Este estudio demuestra que, al elaborar únicamente las mediciones de velocidad y corrientes directas/cuadráticas de los estatores durante la aceleración/desaceleración del motor, se pueden obtener estimaciones en línea de desmagnetización y desalineación del ángulo eléctrico, lo que permite evaluar el desequilibrio y el par total del sistema. Un resultado relevante es que la técnica se puede utilizar para desarrollar tanto esquemas de monitoreo basados en señales como en modelos. Partiendo de principios físicos fundamentales, se desarrolla un modelo no lineal del sistema de propulsión, que incluye desmagnetización y desalineación del ángulo eléctrico, con el fin de derivar analíticamente las relaciones entre las entradas de monitoreo (corrientes y velocidad) y las salidas (degradaciones). El modelo se valida experimentalmente utilizando un prototipo de sistema caracterizado por desmagnetización asimétrica y desalineación del ángulo eléctrico. Finalmente, se evalúa la efectividad del monitoreo simulando maniobras de vuelo de UAV con el modelo validado experimentalmente: inyectando diferentes niveles de degradaciones y evaluando el desequilibrio de par.