El motor síncrono de imanes permanentes para interiores más rápido del mundo

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La forma del puente ferroviario más largo de Corea del Sur inspiró a los ingenieros de la Universidad de Nueva Gales del Sur a diseñar un nuevo motor de alta velocidad. El prototipo de motor síncrono de imán permanente interior (IPMSM) ha alcanzado velocidades de 100 000 RPM, lo que lo convierte en el motor síncrono de imán permanente interior más rápido del mundo. Los motores IPMSM se utilizan en los accionamientos de tracción de vehículos eléctricos.

la profesora asociada Rukmi Dutta de la Universidad de Nueva Gales del Sur; Guoyu Chu.

La nueva tecnología ha sido desarrollada por un equipo encabezado por el profesor asociado Rukmi Dutta y el Dr. Guoyu Chu de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Telecomunicaciones de la Universidad de Nueva Gales del Sur.

"Un motor tipo IPMSM tiene imanes integrados dentro de sus rotores para crear un par fuerte para un rango de velocidad extendido. Sin embargo, los IPMSM existentes sufren de baja resistencia mecánica debido a los delgados puentes de hierro en sus rotores, lo que limita su velocidad máxima. Pero el equipo de UNSW tiene patentó una nueva topología de rotor que mejora significativamente la robustez, al tiempo que reduce la cantidad de materiales de tierras raras por unidad de producción de energía", afirma el equipo.

"El nuevo diseño se basa en las propiedades de ingeniería del puente ferroviario Gyopo, una estructura de arco de doble amarre en Corea del Sur, así como en una técnica de distribución de tensión mecánica basada en curvas compuestas".

La impresionante densidad de potencia del motor de alrededor de 7kW por kilogramo ofrece potencialmente un rendimiento mejorado para vehículos eléctricos donde el peso es extremadamente importante.

"Todos los fabricantes de vehículos eléctricos están tratando de desarrollar motores de alta velocidad y la razón es que la naturaleza de la ley de la física permite reducir el tamaño de esa máquina. Y con una máquina más pequeña, pesa menos y consume menos energía y, por lo tanto, eso le da al vehículo un mayor alcance", dice el Dr. Chu.

"Si un fabricante de vehículos eléctricos, como Tesla, quisiera usar este motor, creo que solo tomaría entre 6 y 12 meses modificarlo según sus especificaciones".

El Dr. Chu respondió amablemente preguntas adicionales para CleanTechnica:

1. ¿Cuál sería el rango aumentado estimado por carga en comparación con los motores EV actuales?

"Creemos que si escalamos y optimizamos el diseño del motor para aplicaciones EV, se espera que sea entre un 10 % y un 20 % más liviano y entre un 2 % y un 5 % más eficiente que los motores utilizados en los EV existentes. El inversor también se beneficiará de la alta velocidad y volverse más liviano y más pequeño. El peso reducido y la eficiencia mejorada contribuirán a un rango extendido: la estimación aproximada es alrededor de un 5% a un 10% más larga".

2. ¿Qué minerales de tierras raras se necesitarían en menor cantidad además del neodimio?

"La tecnología de motor de alta velocidad de UNSW puede ayudar a reducir el volumen total de imanes permanentes necesarios para proporcionar una potencia específica. Por lo tanto, puede ayudar a reducir el uso de tierras raras en general y minerales críticos en imanes permanentes de alta energía. Nuestra tecnología puede ayudar a reducir el uso de samario y cobalto si se usan imanes SmCo para el motor. El samario es un mineral de tierras raras y el cobalto es un mineral crítico de alta demanda".

3. ¿Cuánto tiempo se espera que dure un motor de este tipo en comparación con los motores EV actuales?

"Debido a que el motor de alta velocidad UNSW tiene una estructura de rotor significativamente reforzada, podría lograr un factor de seguridad mecánica de 1,5 a 2 veces mayor que los motores EV actuales. En consecuencia, se espera que sea más robusto mecánicamente y debería tener una vida útil más larga. "

Bueno, Elon, ¡espero que pruebes este nuevo motor!

David Waterworth es un maestro jubilado que divide su tiempo entre cuidar a sus nietos y tratar de asegurarse de que tengan un planeta en el que vivir. Tiene una posición larga en Tesla [NASDAQ:TSLA].

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