Tesis
Diseño y escalamiento de motor de imanes permanentes interior para aplicaciones en tracción de vehículos eléctricos.
Autor
Contreras Novoa, Helmut Alexis
Institución
Resumen
En la actualidad se observa un proceso de electrificación en los medios de
transporte, con gran crecimiento en vehículos particulares, de transporte público y
de carga. Lograr mayor comprensión de las características y comportamiento de las
máquinas eléctricas rotatorias usadas en aplicaciones de tracción, es un tema de
interés. Este asunto cobra especial relevancia debido a la mayor conciencia en
relación a los efectos de la contaminación generada por los combustibles fósiles y
la incidencia de estos en el calentamiento global, la cual se intenta detener mediante
políticas de estado tendientes a lograr mayor eficiencia y menores emisiones en el
corto y mediano plazo.
El objetivo principal de esta tesis, es presentar una metodología analítica de
escalamiento de motor eléctrico, a partir de un diseño de referencia, ajustado a los
requerimientos de los vehículos completamente eléctricos. La validación de los
resultados se realizará a través de software de elementos finitos, contrastando el
modelo escalado con el de referencia.
Para lograr el objetivo planteado, se realiza una revisión bibliográfica de artículos
científicos, en los que se muestra la evolución de las máquinas eléctricas de uso en
tracción, destacando las ventajas y desventajas de una tecnología frente a las otras,
con el fin de establecer las características, tecnología y topología más adecuada
para estas aplicaciones.
Establecido el tipo de máquina más adecuado, se determinan los parámetros para
efectuar un diseño. Desde el punto de vista de dimensionamiento y geometría, se
utiliza una técnica que utiliza ecuaciones para coeficiente de salida D3L. Esta técnica
de diseño es usada, debido a que hacer frente de mejor forma a las exigencias de
las aplicaciones de electromovilidad exhibidas anteriormente. Desde el punto del
devanado de la máquina, se utiliza un procedimiento basado en la teoría de estrella
de ranuras. Sobre la máquina diseñada, se determinan las expresiones que
describirán su escalamiento, para finalmente aplicar estas expresiones ajustando el
diseño base a nuevos requerimientos en forma rápida y sencilla, validando los
resultados mediante la comparación de las densidades de flujo magnéticos del
modelo de referencia y el modelo escalado, utilizando software de elementos finitos.