El alumno Yerai Moreno Lafuente obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
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- Título de tesis: High frequency analysis of permanent magnet motors
Tribunal:
- Presidencia: Claudia Steluta Martis (Technical University of Cluj-Napoca)
- Vocalía: Konstantin Vostrov (LUT University)
- Vocalía: José Enrique Ruiz Sarrio (Universitat Politècnica de València)
- Vocalía: Aitor Etxeberria Urkia (ORONA EIC)
- Secretaría: Javier Poza Lobo (Mondragon Unibertsitatea)
Resumen:
La tendencia hacia la electrificación ha llevado a un mayor uso de semiconductores de banda ancha en los accionamientos eléctricos. Estos semiconductores permiten desarrollar accionamientos de alta densidad de potencia y alto rendimiento. Sin embargo, también plantean retos relacionados con las interferencias electromagnéticas (EMI) debido a sus elevadas derivadas de tensión. Estas derivadas provocan sobretensiones en los terminales de la máquina, que pueden dañar el aislamiento de la misma. Por lo tanto, el objetivo de esta tesis es desarrollar una metodología de diseño completa que permita optimizar la máquina eléctrica también desde el punto de vista de la Compatibilidad Electromagnética (EMC).
La investigación comienza con una exhaustiva revisión bibliográfica sobre el modelado de alta frecuencia de las máquinas eléctricas y el impacto de los parámetros de diseño en su comportamiento a alta frecuencia. Esta revisión también cubre una visión general de las herramientas actuales utilizadas para estos modelos.
Se presenta un novedoso modelo de alta frecuencia de la máquina eléctrica basado en simulaciones de elementos finitos. Este modelo, validado con varias máquinas industriales, va más allá de la mayoría de los modelos existentes en la literatura, cubriendo un rango de frecuencias de 100 Hz a 50 MHz. El proceso de validación incorpora datos de 28 muestras de una máquina para tener en cuenta las tolerancias de fabricación.
Además, el modelo de alta frecuencia de la máquina se integra en un modelo del accionamiento completo. Este modelo, validado con mediciones experimentales, permite realizar análisis de EMI teniendo en cuenta todos los componentes del accionamiento, incluidos el inversor, el cable y el filtro EMC. A diferencia de los modelos existentes en la literatura que utilizan modelos del motor derivados de mediciones experimentales, el modelo propuesto utiliza datos de impedancia de simulaciones de elementos finitos. Este enfoque permite predecir las corrientes de modo común desde la fase de diseño.
La tesis concluye con un análisis de cómo las variables de diseño influyen en la impedancia de la máquina eléctrica y, en consecuencia, en las corrientes de modo común del accionamiento. Después, introduce una metodología de diseño de máquinas eléctricas que incorpora la perspectiva de EMC. Dos máquinas industriales que superan los límites de la normativa de EMI sirven como casos de estudio. La tesis propone mejoras de diseño que reducen con éxito la corriente de modo común. Este último punto subraya la importante contribución de esta investigación al campo del diseño de máquinas eléctricas y la optimización de la compatibilidad electromagnética.