Influencia de la Relación de Hibridación en el Ripple de la Fuerza Electromotriz de Retroceso en Máquinas de Excitación Híbrida de Flujo Conmutado
Autores: Sun, Xiaoyong; Han, Ruizhao; Shang, Ruyu; Yang, Zhiyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Influencia de la Relación de Hibridación en el Ripple de la Fuerza Electromotriz de Retroceso en Máquinas de Excitación Híbrida de Flujo Conmutado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Máquinas híbridas excitadas
Contraelectromotriz de campo
Relación de hibridación
Densidad de par
Estator de flujo conmutado
Saturación magnética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las máquinas de excitación híbrida son competidoras fuertes para su aplicación en vehículos híbridos/eléctricos de plena carga debido a su alta densidad de par y su fuerte capacidad de regulación del campo en el espacio entre el rotor y el estator. Al igual que el back-EMF del armadura, el back-EMF también existe en los devanados de campo de las máquinas de excitación híbrida. Sin embargo, la existencia del back-EMF de campo es perjudicial para el funcionamiento seguro y estable de los sistemas de máquinas, por ejemplo, menor eficiencia, mayor ondulación de par, reducción del rendimiento de control, etc. En este artículo, se investiga de manera exhaustiva la influencia de la relación de hibridación, es decir, la relación entre el área de ranura del devanado de campo y el área total de ranura de campo, sobre el back-EMF de campo en máquinas de excitación híbrida con un estator de flujo conmutado. Además, se realiza un estudio comparativo de la ondulación del back-EMF de campo en máquinas de excitación híbrida y máquinas síncronas de campo devanado. Se muestra que el back-EMF de campo en modos de mejora de flujo, corriente de campo cero y debilitamiento de flujo se ve significativamente afectado por la relación de hibridación bajo diferentes condiciones. Además, el back-EMF de campo en carga en máquinas de campo devanado es considerablemente más alto que en las máquinas de excitación híbrida debido al nivel de saturación magnética mitigado en la trayectoria del flujo magnético del devanado de campo. Finalmente, para validar los resultados predichos utilizando el método de elementos finitos, se construye y prueba un prototipo de máquina de excitación híbrida.
Descripción
Las máquinas de excitación híbrida son competidoras fuertes para su aplicación en vehículos híbridos/eléctricos de plena carga debido a su alta densidad de par y su fuerte capacidad de regulación del campo en el espacio entre el rotor y el estator. Al igual que el back-EMF del armadura, el back-EMF también existe en los devanados de campo de las máquinas de excitación híbrida. Sin embargo, la existencia del back-EMF de campo es perjudicial para el funcionamiento seguro y estable de los sistemas de máquinas, por ejemplo, menor eficiencia, mayor ondulación de par, reducción del rendimiento de control, etc. En este artículo, se investiga de manera exhaustiva la influencia de la relación de hibridación, es decir, la relación entre el área de ranura del devanado de campo y el área total de ranura de campo, sobre el back-EMF de campo en máquinas de excitación híbrida con un estator de flujo conmutado. Además, se realiza un estudio comparativo de la ondulación del back-EMF de campo en máquinas de excitación híbrida y máquinas síncronas de campo devanado. Se muestra que el back-EMF de campo en modos de mejora de flujo, corriente de campo cero y debilitamiento de flujo se ve significativamente afectado por la relación de hibridación bajo diferentes condiciones. Además, el back-EMF de campo en carga en máquinas de campo devanado es considerablemente más alto que en las máquinas de excitación híbrida debido al nivel de saturación magnética mitigado en la trayectoria del flujo magnético del devanado de campo. Finalmente, para validar los resultados predichos utilizando el método de elementos finitos, se construye y prueba un prototipo de máquina de excitación híbrida.