Modelado de motores y accionamientos eléctricos
En los últimos años, las unidades de potencia eléctrica están reemplazando progresivamente a las cargas propulsadas por motores de combustión en los coches. Se investigan diversas soluciones para abordar los crecientes requisitos de potencia, con un énfasis especial en los actuadores eléctricos de alta eficiencia energética. En el ámbito del proyecto EMDA_LOOP (Optimal low-noise energy-efficient electrical machines and drives for automotive applications), el trabajo se orientó al desarrollo de modelos multifísicos de simulación, a nivel de componentes, de motores síncronos de imán permanente (PMSM) y de motores de reluctancia conmutada (SRM). El trabajo realizado en el proyecto abarcó el espectro al completo del proceso de modelización, desde los primeros pasos de desarrollo al diseño detallado de componentes, y tuvo en cuenta todas las facetas importantes como el rendimiento y la gestión de la energía, la seguridad, la autonomía, la comodidad y el ruido. Además, sus investigadores combinaron procesos de diseño óptimos para componentes de hardware con estrategias de control óptimas a escala de componente y vehículo, lo que permitió optimizar de manera combinada la mecatrónica de todas las facetas al mismo tiempo. Los socios del proyecto diseñaron modelos y diversas herramientas de diseño, incluidas las de carácter electromagnético, mecánico, vibroacústico y térmico. Conforme al código MATLAB, se desarrollaron dos procedimientos de optimización y diseño, uno para PMSM montados en superficie y otro para SRM. Se ha completado el desarrollo de las herramientas acopladas de modelado analítico y electromagnético-vibroacústico para PMSM y SRM. Los socios del proyecto llevaron a cabo varios análisis para estudiar las interdependencias entre los diseños electromagnéticos y vibroacústicos de PMSM y SRM. El entorno de modelado multifísico está disponible mediante la integración de módulos independientes, los cuales pueden usarse de manera individual o acoplados a cualquier tipo de SRM y PMSM montado en superficie. Los socios del proyecto aplicaron el diseño óptimo en dos casos: un clima-compresor (utilizando un SRM) y un motor de tracción ligera (utilizando un PMSM). Los resultados se evaluaron a nivel de sistema, También se prepararon bancos de prueba para evaluar el rendimiento de SRM y PMSM. EMDA_LOOP llevó a cabo varios estudios sobre comportamiento vibroacústico PMSM, tarea en la que se tuvo en cuenta aspectos de este tipo de motores como la influencia de distintas topologías, las configuraciones del bobinado y las dimensiones geométricas de las fuerzas radiales. Los socios del proyecto solicitaron además dos patentes para otras tantas topologías de conversor que pueden mejorar el rendimiento de los dos tipos de motores. A fin de difundir los resultados del proyecto, los socios diseñaron la página web del proyecto, realizaron numerosas presentaciones y gestionaron un expositor en un simposio internacional. Además, se publicó un artículo en una revista arbitrada y actualmente se trabaja en la preparación de más publicaciones.
Palabras clave
Accionamientos eléctricos, máquinas eléctricas, EMDA_LOOP, motores síncronos de imán permanente, motores de reluctancia conmutada
