Un análisis de los diseños de estator y rotor segmentados en máquinas eléctricas de corriente alterna: oportunidades y desafíos
Autores: Khoshoo, Bhuvan; Aggarwal, Anmol; Foster, Shanelle
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Estator segmentado
Diseños de rotor
Construcción de máquina eléctrica de CA
Acero orientado
Propiedades magnéticas
Rendimiento de la máquina
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El uso de diseños segmentados de estator y rotor en la construcción de máquinas eléctricas de corriente alterna ofrece varias ventajas significativas, como un alto factor de llenado de cobre, mayor densidad de par motor, mejor rendimiento de debilitamiento del campo, procesos de fabricación simplificados y mayor resistencia mecánica. Además, los diseños segmentados permiten la incorporación de acero orientado, ya sea parcial o completamente, que exhibe excelentes propiedades magnéticas en la dirección de laminación, lo que resulta en un rendimiento de la máquina más eficiente. Sin embargo, la segmentación de laminaciones también presenta desafíos. Las brechas de aire parásitas entre segmentos y un mayor número de bordes de corte en el conjunto ensamblado pueden alterar las propiedades magnéticas de la máquina, lo que potencialmente lleva a un rendimiento degradado. Además, el uso de acero orientado sigue siendo complejo, ya que sus propiedades magnéticas altamente no lineales varían según la dirección del flujo magnético. Este trabajo revisa las técnicas de segmentación de estator y rotor ampliamente adoptadas disponibles en la literatura, discutiendo sus beneficios y limitaciones potenciales. También abarca aspectos clave como enfoques de fabricación populares, el impacto de la segmentación en el rendimiento de la máquina, técnicas avanzadas de análisis de elementos finitos (FEA) para modelado numérico y métodos experimentales para evaluar el rendimiento de construcciones segmentadas de estator y rotor en máquinas de corriente alterna. Al abordar estas áreas, este trabajo proporciona un recurso integral para diseñadores de máquinas que buscan desarrollar máquinas de corriente alterna con estatores y rotores segmentados.
Descripción
El uso de diseños segmentados de estator y rotor en la construcción de máquinas eléctricas de corriente alterna ofrece varias ventajas significativas, como un alto factor de llenado de cobre, mayor densidad de par motor, mejor rendimiento de debilitamiento del campo, procesos de fabricación simplificados y mayor resistencia mecánica. Además, los diseños segmentados permiten la incorporación de acero orientado, ya sea parcial o completamente, que exhibe excelentes propiedades magnéticas en la dirección de laminación, lo que resulta en un rendimiento de la máquina más eficiente. Sin embargo, la segmentación de laminaciones también presenta desafíos. Las brechas de aire parásitas entre segmentos y un mayor número de bordes de corte en el conjunto ensamblado pueden alterar las propiedades magnéticas de la máquina, lo que potencialmente lleva a un rendimiento degradado. Además, el uso de acero orientado sigue siendo complejo, ya que sus propiedades magnéticas altamente no lineales varían según la dirección del flujo magnético. Este trabajo revisa las técnicas de segmentación de estator y rotor ampliamente adoptadas disponibles en la literatura, discutiendo sus beneficios y limitaciones potenciales. También abarca aspectos clave como enfoques de fabricación populares, el impacto de la segmentación en el rendimiento de la máquina, técnicas avanzadas de análisis de elementos finitos (FEA) para modelado numérico y métodos experimentales para evaluar el rendimiento de construcciones segmentadas de estator y rotor en máquinas de corriente alterna. Al abordar estas áreas, este trabajo proporciona un recurso integral para diseñadores de máquinas que buscan desarrollar máquinas de corriente alterna con estatores y rotores segmentados.