Optimización de peso del inversor de fuente de voltaje PWM trifásico para aplicación en aeronaves utilizando un algoritmo determinista
Autores: Voldoire, Adrien; Schanen, Jean-Luc; Ferrieux, Jean-Paul; Derbey, Alexis; Gautier, Cyrille
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Optimización de peso del inversor de fuente de voltaje PWM trifásico para aplicación en aeronaves utilizando un algoritmo determinista
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Proceso de optimización
Inversor
Aplicación aeronáutica
Peso del convertidor
Restricciones de dimensionamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se utiliza un proceso de diseño por optimización para dimensionar un inversor de modulación de ancho de pulso (PWM) trifásico de 10 kW para aplicación aeronáutica. La función objetivo es el peso del convertidor, que debe ser minimizado. Las restricciones de dimensionamiento son la eficiencia, armónicos de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), y restricciones térmicas en todos los dispositivos. Se elige un algoritmo determinista ya que permite obtener resultados rápidos y manejar un gran número de variables. Todas las ecuaciones son analíticas, para cumplir con esta estrategia de optimización basada en el gradiente, que impone la derivabilidad de los modelos. Se comparan varios resultados de optimización utilizando diferentes soluciones de inductores de CA (polvo de hierro y ferrita). Los convertidores optimizados se construyeron y probaron experimentalmente para verificar sus rendimientos. Las pérdidas de semiconductor e inductor se midieron con precisión utilizando bancos de pruebas calorimétricas. La optimalidad de las soluciones se verificó cuidadosamente cambiando parámetros.
Descripción
En este documento, se utiliza un proceso de diseño por optimización para dimensionar un inversor de modulación de ancho de pulso (PWM) trifásico de 10 kW para aplicación aeronáutica. La función objetivo es el peso del convertidor, que debe ser minimizado. Las restricciones de dimensionamiento son la eficiencia, armónicos de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), y restricciones térmicas en todos los dispositivos. Se elige un algoritmo determinista ya que permite obtener resultados rápidos y manejar un gran número de variables. Todas las ecuaciones son analíticas, para cumplir con esta estrategia de optimización basada en el gradiente, que impone la derivabilidad de los modelos. Se comparan varios resultados de optimización utilizando diferentes soluciones de inductores de CA (polvo de hierro y ferrita). Los convertidores optimizados se construyeron y probaron experimentalmente para verificar sus rendimientos. Las pérdidas de semiconductor e inductor se midieron con precisión utilizando bancos de pruebas calorimétricas. La optimalidad de las soluciones se verificó cuidadosamente cambiando parámetros.