Optimización y evaluación del rendimiento de motores de imán permanente y motores de inducción para sistemas de propulsión marina
Autores: Karakatsanis, Theoklitos S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización y evaluación del rendimiento de motores de imán permanente y motores de inducción para sistemas de propulsión marina
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Electrificación
Barcos
Sistemas de propulsión eléctrica
Motores síncronos de imán permanente
Motores de inducción
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La electrificación de barcos y el uso de sistemas de propulsión eléctrica son proyectos que han atraído un interés creciente en la investigación y la industria en los últimos años. Los esfuerzos se centran especialmente en la reducción de contaminantes para mejorar las condiciones ambientales y aumentar la eficiencia. La principal fuente de propulsión para los ejes de estos barcos está relacionada con el funcionamiento de máquinas eléctricas. En este caso, se ofrecen varias ventajas, tanto en relación con la reducción del consumo de combustible como en la funcionalidad del sistema. Hoy en día, se utilizan dos tipos de motores eléctricos en aplicaciones de propulsión: los motores de inducción tradicionales (IMs) y los motores síncronos de imán permanente (PMSMs). La evolución de los materiales magnéticos y el creciente interés en la alta eficiencia y densidad de potencia han establecido a los PMSMs como la tecnología dominante en diversas aplicaciones industriales y marítimas. Este documento presenta un análisis comparativo exhaustivo de los PMSMs y tanto los IMs de Jaula de Ardilla como los IMs de Rotor Bobinado para aplicaciones de propulsión de barcos, centrándose en la optimización del diseño. El estudio muestra que los PMSMs pueden ser hasta un 3,11% más eficientes que los IMs. Además, el documento analiza aspectos operativos y económicos críticos de la adopción de PMSMs en sistemas de propulsión de barcos a gran escala, como diversas condiciones de carga, ondulaciones de par, comportamiento térmico, restricciones de material, complejidad de control y costos de vida útil, contribuyendo a la toma de decisiones en la industria marítima.
Descripción
La electrificación de barcos y el uso de sistemas de propulsión eléctrica son proyectos que han atraído un interés creciente en la investigación y la industria en los últimos años. Los esfuerzos se centran especialmente en la reducción de contaminantes para mejorar las condiciones ambientales y aumentar la eficiencia. La principal fuente de propulsión para los ejes de estos barcos está relacionada con el funcionamiento de máquinas eléctricas. En este caso, se ofrecen varias ventajas, tanto en relación con la reducción del consumo de combustible como en la funcionalidad del sistema. Hoy en día, se utilizan dos tipos de motores eléctricos en aplicaciones de propulsión: los motores de inducción tradicionales (IMs) y los motores síncronos de imán permanente (PMSMs). La evolución de los materiales magnéticos y el creciente interés en la alta eficiencia y densidad de potencia han establecido a los PMSMs como la tecnología dominante en diversas aplicaciones industriales y marítimas. Este documento presenta un análisis comparativo exhaustivo de los PMSMs y tanto los IMs de Jaula de Ardilla como los IMs de Rotor Bobinado para aplicaciones de propulsión de barcos, centrándose en la optimización del diseño. El estudio muestra que los PMSMs pueden ser hasta un 3,11% más eficientes que los IMs. Además, el documento analiza aspectos operativos y económicos críticos de la adopción de PMSMs en sistemas de propulsión de barcos a gran escala, como diversas condiciones de carga, ondulaciones de par, comportamiento térmico, restricciones de material, complejidad de control y costos de vida útil, contribuyendo a la toma de decisiones en la industria marítima.