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AIRCRAFT ELECTRICAL GENERATION SYSTEM WITH ACTIVE RECTIFICATION AND HEALTH MONITORING

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Nuovo starter elettrico per gli aeromobili leggeri

Recenti progressi tecnologici nell’elettronica di potenza, gli attuatori elettrici ed l’elettronica di controllo hanno dato inizio all’era del “more electric aircraft”. Gli scienziati finanziato dall’UE hanno sviluppato un nuovo starter-generatore basato sui magneti permanenti che è più leggero del 20 % e più efficiente del 10 % rispetto ai sistemi attuali più avanzati, migliorando così sia le prestazioni ecologiche che economiche.

Energia

L’industria aeronautica europea si è impegnata a rivoluzionare i sistemi energetici a bordo degli aeromobili mediante la sostituzione graduale di sistemi idraulici, pneumatici e meccanici con altri elettrici. Sfortunatamente, la realizzazione di questo concetto usando componenti convenzionali ha mostrato che l’aumento di peso degli aeroplani con maggiori componenti elettrici annulla qualsiasi risparmio offerto dalla maggiore efficienza. Nell’ambito del progetto AEGART (Aircraft electrical generation system with active rectification and health monitoring), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo sistema che consente un notevole risparmio di peso dello starter-generatore, senza compromettere la sicurezza e affidabilità del velivolo. Il nuovo sistema di generazione include una macchina elettrica, il convertitore elettronico di potenza, il sistema di raffreddamento associato e il controllo con funzioni di monitoraggio delle condizioni. Una parte importante del lavoro era mirata all’ottimizzazione della progettazione della macchina mediante l’introduzione di un convertitore attivo, soprattutto per il funzionamento in modalità di accensione. Gli scienziati hanno affrontato attentamente l’efficienza e le perdite della macchina, densità di coppia, dissipazione termica e configurazioni di raffreddamento. In confronto alle attuali unità autotrasformatore-raddrizzatore, questo convertitore aumenta l’efficienza di conversione della potenza ed elimina la necessità di filtri passivi, riducendo così il peso del sistema starter-generatore. Il nuovo sistema generatore vanta anche elementi mai visti prima. Alcuni di questi sono starter del motore con accelerazione controllata, operatività sia in modalità stand-alone che parallela, condivisione del carico e velocità di risposta limitata. Inoltre, la progettazione di tolleranza ai guasti del starter-generatore e le tecniche di monitoraggio dello stato di salute garantiscono la sicurezza, riducendo il peso e il volume totali. Le scoperte del progetto sono un significativo passo oltre i più moderni progetti di alternatore aeronautico e sistemi di conversione della potenza, e la loro gestione termica. Significativi risparmi di peso e costi potrebbero essere ottenuti nel futuro more-electric aircraft con il funzionamento affidabile, efficace, sicuro e a bassa manutenzione del generatore elettrico.

Parole chiave

Aeromobile, starter-generatore, AEGART, sistema di generazione, monitoraggio della salute, conversione di potenza

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