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– Los materiales de aislamiento se probaron en las instalaciones de laboratorio de ingeniería de energía eléctrica en Chalmers.
Cortesía de Chalmers: Un nuevo material de aislamiento para conductores aumenta la vida útil promedio del aislamiento del motor en el carro eléctrico en aproximadamente ocho veces. El material consiste en una fina película de poliimida resistente a la degradación química de los electrones.
En un proyecto de colaboración con ABB Suecia y DuPont, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han evaluado nuevos materiales para el aislamiento de motores expuestos para inversores de electrónica de potencia modernos, especialmente para aplicaciones de electromovilidad.
El estudio evaluó el impacto en el material de aislamiento de las mayores tensiones eléctricas causadas por convertidores de frecuencia de conmutación alta con un aumento más rápido de voltaje con respecto al tiempo en los materiales de aislamiento de los conductores utilizados en los motores de tracción avanzados de hoy. Estos convertidores suelen estar basados en carburo de silicio y se puede encontrar en el carro eléctrico moderno. En las pruebas, el aislamiento del conductor también estuvo expuesto a altas temperaturas (150 a 180 ° C) y altos voltajes (3,0 y 3,5 kV).
El nuevo material proporciona una mejora de ocho veces
«Concluimos que las películas de poliimida Kapton ECRC pueden considerarse candidatas adecuadas para motores de tracción suministrados por convertidores de frecuencia de conmutación alta diseñados y producidos para el mercado de la electrificación», dice Shafigh Nategh, líder del proyecto de investigación en ABB y profesor asociado adjunto en el departamento de Ingeniería eléctrica en Chalmers.
«La comparación entre Kapton FN no resistente a la corona y los materiales Kapton ECRC resistentes a la corona un 25 por ciento más delgados mostró que la película Kapton ECRC aumentó la vida útil promedio del aislamiento en aproximadamente ocho veces».
“Los resultados de la investigación ayudan a DuPont a comprender mejor el impacto del aumento de la frecuencia de conmutación de los inversores en una nueva generación de aislamiento de alambre de película de poliimida Kapton resistente a la corona”, dice Shawn Filliben, consultor senior de servicio técnico para películas DuPont Kapton.
“Esta nueva tecnología permitirá a los diseñadores tener un aislamiento delgado de mayor rendimiento para competir con soluciones de esmalte históricas. Un material de aislamiento más delgado también proporcionará un grado adicional de libertad de diseño para aquellos que buscan crear motores más pequeños y confiables «.
“Chalmers tiene una sólida experiencia en ingeniería de energía eléctrica y estamos involucrados en la exploración de nuevas tecnologías para aplicaciones de electromovilidad junto con varios socios industriales reconocidos”, dice Yujing Liu, profesor y jefe de la unidad de Máquinas Eléctricas y Electrónica de Potencia en Chalmers. «Este es un excelente proyecto de exhibición para la colaboración entre la industria y la academia».
Tres roles complementarios
Con una sólida experiencia en la fabricación de motores, ABB formuló los nuevos desafíos en máquinas eléctricas para vehículos del futuro y verificó las nuevas soluciones frente a las aplicaciones específicas.
DuPont, uno de los mayores productores de materiales de aislamiento del mundo, proporcionó los materiales más nuevos para hacer frente a los desafíos.
Chalmers, con una sólida competencia en hardware electrónico y buenas instalaciones de laboratorio, desarrolló una configuración de prueba avanzada y realizó pruebas de muestra que consumían mucho tiempo.
“Estamos muy orgullosos de que Chalmers pudiera contribuir a esta evaluación de la tecnología de aislamiento de vanguardia con empresas líderes en el mundo. Convertirnos en un socio colaborador preferido en todo el mundo es un objetivo por el que nos esforzamos ”, dice Yujing Liu.
Más sobre el proyecto
El equipo de Chalmers, dirigido por el profesor Yujing Liu, ha colaborado estrechamente con ABB y DuPont en el proyecto para evaluar los nuevos materiales. El investigador Dr. Xiaoliang Huang y el estudiante de doctorado Bowen Jiang diseñaron y construyeron la configuración experimental y las pruebas supervisadas. El estudiante de tesis de maestría Numair Alhallak simuló el sistema de pruebas y supervisó todas las pruebas durante varios meses.
El proyecto se llevó a cabo en 2019 y 2020, y fue financiado conjuntamente por la Agencia Sueca de Energía y ABB.
Los hallazgos finales se publicarán en dos artículos científicos en el Taller IEEE sobre Diseño, Control y Diagnóstico de Máquinas Eléctricas (WEMDCD) del 8 al 9 de abril de 2021, en Módena, Italia. Carro eléctrico
Para mas informacion contacte: Yujing Liu, profesor de ingeniería de energía eléctrica en el departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Chalmers, yujing.liu@chalmers.se
Otras fuentes: DUPONT
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