Motores eléctricos de alta eficiencia y densidad de potencia que no emplean materiales poco abundantes en la Tierra
China es el principal proveedor a escala mundial de estos materiales, cuyo suministro en volúmenes adecuados y a precios competitivos resulta inviable. Además, las expectativas de futuro relativas a la disponibilidad y el precio de este tipo de imanes siguen siendo desalentadoras. Numerosos expertos prevén un déficit en el suministro de algunos metales poco abundantes dado que se espera que la demanda supere a la capacidad de producción de tales elementos. El proyecto financiado con fondos europeos VENUS (Switched/synchronous reluctance magnet-free motors for electric vehicles) se propuso desarrollar un sistema de propulsión eléctrica para VE que no utilizara imanes fabricados con materiales escasos, que cumpliera con los estándares de eficiencia y densidad de potencia de estos vehículos y que pudiera producirse en serie. El proyecto comenzó su labor diseñando el prototipo de un motor dotado de una configuración electromagnética novedosa y con un diseño mecánico que difiere de las máquinas de flujo radial convencionales. Para ello, los investigadores confeccionaron un diseño electromagnético específico y desarrollaron herramientas de cálculo y modelos térmicos avanzados. También se crearon diversos dispositivos electrónicos de potencia, entre ellos un inversor novedoso compuesto por un tablero de control, una tarjeta de interfaz, una tarjeta para el controlador, un dispositivo semiconductor, un sistema de refrigeración, un condensador de enlace CC y una carcasa de aluminio. En lo que respecta al sistema de control, se implantó un modelo de motor de reluctancia sincrónica con enlaces de flujos no lineales. Una vez preparado el diseño, el equipo de VENUS fabricó los componentes. Posteriormente, se puso a prueba el ensamblaje del motor completo y se instaló en una furgoneta eléctrica. La densidad de potencia conseguida por el equipo es un 10 % mayor que la de los motores de referencia sin imanes permanentes en vehículos de baja potencia y en vehículos de dos, tres y cuatro ruedas. También se calculó que el inversor puede alcanzar la mayor potencia por litro del mercado: 19 kW/l (320 kW por 16,8 l). A fin de aprovechar el motor desarrollado, el equipo efectuó un análisis de industrialización exhaustivo, incluyendo la evaluación de los costes, los procesos de fabricación y las inversiones necesarias. El proyecto VENUS desarrolló un motor que puede ofrecer un rendimiento similar a los actuales, de tamaño reducido y a un precio competitivo. Dado que el motor no utiliza imanes fabricados con materiales poco abundantes en la Tierra, se elimina la posibilidad de que se produzca una escasez de suministro de componentes clave durante su fabricación en serie.
Palabras clave
Materiales escasos en la Tierra, vehículos eléctricos, imanes permanentes, VENUS, motores sin imanes
