Motores Asimétricos de Doble Bobinado Térmicamente Tolerantes a Fallos en un Sistema de Frenado Eléctrico Integrado para Vehículos Autónomos
Autores: Hwang, Kyu-Yun; Oh, Seon-Yeol; Park, Eun-Kyung; Song, Baik-Kee; Kim, Sung-Il
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Motores Asimétricos de Doble Bobinado Térmicamente Tolerantes a Fallos en un Sistema de Frenado Eléctrico Integrado para Vehículos Autónomos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Motor de doble devanado
Generación de calor
Sensor de corriente
Tolerante a fallos térmicos
Vehículos autónomos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Un motor de doble bobinado (DW) convencional tiene dos bobinas internas que consisten en una parte maestra y una parte esclava, cada una conectada a una unidad de control electrónico (ECU) diferente para realizar un sistema redundante. Sin embargo, los motores DW existentes tienen un problema relacionado con la generación de calor tanto en el modo saludable como en el modo defectuoso de operación del motor. En el modo saludable, sobrecargas inesperadas pueden causar que ambas bobinas se quemen simultáneamente debido a la distribución uniforme del calor. Si el sensor de corriente falla al medir correctamente, el motor puede exceder la densidad de corriente diseñada de 4.7 [Arms/mm] bajo condiciones de refrigeración por aire, aumentando aún más el riesgo de quemarse. Factores externos como ciclos de carga excesivos o condiciones de calor extremo pueden agravar aún más este problema. En el modo defectuoso, el motor requiere el doble de corriente para generar el par máximo, lo que lleva a un aumento rápido de la temperatura y un alto riesgo de sobrecalentamiento. Para abordar estos desafíos, este documento propone el diseño de un motor de doble bobinado asimétrico tolerante a fallos térmicos (ADW), que mejora la gestión del calor tanto en modos saludables como defectuosos para vehículos autónomos. Se empleó una red térmica de parámetros concentrados (LPTN) con un modelo de estator-caja en partes (PSMs) para evaluar la temperatura de la bobina durante la operación defectuosa. También se utilizó un enfoque de diseño óptimo, incorporando modelado de kriging, Diseño de Experimentos (DOE) y un algoritmo genético (GA). Los resultados confirman que el diseño propuesto del motor ADW reduce efectivamente el riesgo de quemaduras simultáneas en el modo saludable y el sobrecalentamiento en el modo defectuoso, ofreciendo una solución robusta para aplicaciones de vehículos autónomos.
Descripción
Un motor de doble bobinado (DW) convencional tiene dos bobinas internas que consisten en una parte maestra y una parte esclava, cada una conectada a una unidad de control electrónico (ECU) diferente para realizar un sistema redundante. Sin embargo, los motores DW existentes tienen un problema relacionado con la generación de calor tanto en el modo saludable como en el modo defectuoso de operación del motor. En el modo saludable, sobrecargas inesperadas pueden causar que ambas bobinas se quemen simultáneamente debido a la distribución uniforme del calor. Si el sensor de corriente falla al medir correctamente, el motor puede exceder la densidad de corriente diseñada de 4.7 [Arms/mm] bajo condiciones de refrigeración por aire, aumentando aún más el riesgo de quemarse. Factores externos como ciclos de carga excesivos o condiciones de calor extremo pueden agravar aún más este problema. En el modo defectuoso, el motor requiere el doble de corriente para generar el par máximo, lo que lleva a un aumento rápido de la temperatura y un alto riesgo de sobrecalentamiento. Para abordar estos desafíos, este documento propone el diseño de un motor de doble bobinado asimétrico tolerante a fallos térmicos (ADW), que mejora la gestión del calor tanto en modos saludables como defectuosos para vehículos autónomos. Se empleó una red térmica de parámetros concentrados (LPTN) con un modelo de estator-caja en partes (PSMs) para evaluar la temperatura de la bobina durante la operación defectuosa. También se utilizó un enfoque de diseño óptimo, incorporando modelado de kriging, Diseño de Experimentos (DOE) y un algoritmo genético (GA). Los resultados confirman que el diseño propuesto del motor ADW reduce efectivamente el riesgo de quemaduras simultáneas en el modo saludable y el sobrecalentamiento en el modo defectuoso, ofreciendo una solución robusta para aplicaciones de vehículos autónomos.