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PID2019-111427RB-I00

Financiado

AIR CORE SOLID STATE TRANSFORMER FOR FUTURE TRANSPORT

EL PRINCIPAL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES DESARROLLAR NUEVOS TRANSFORMADORES DE ESTADO SOLIDO (SST) PARA APLICACIONES DE AVIONES Y BARCOS ELECTRICOS DE MANERA QUE SE PRODUZCA UNA CONVERTIDOR DE ENERGIA MAS EFICIENTE, MAS COMPACTO,... ver más

01/01/2019

UPM

140K€

Presupuesto del proyecto: 140K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3944

Ver Participantes

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2019-01-01

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Participantes

UPM

Lider

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Líder del proyecto

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

Total investigadores 3944

Presupuesto del proyecto 140K€

Descripción del proyecto EL PRINCIPAL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES DESARROLLAR NUEVOS TRANSFORMADORES DE ESTADO SOLIDO (SST) PARA APLICACIONES DE AVIONES Y BARCOS ELECTRICOS DE MANERA QUE SE PRODUZCA UNA CONVERTIDOR DE ENERGIA MAS EFICIENTE, MAS COMPACTO, PROPORCIONANDO A SU VEZ AISLAMIENTO, PARA QUE LAS REDES DE CORRIENTE CONTINUA DE MEDIA TENSION(MVDC) DE ESTOS MEDIOS DE TRASPORTE SEAN MAS LIGERAS Y TENGAN MENORES PERDIDAS,LOS AVIONES ELECTRICOS TENDRAN UN CONSUMO 2-4MW DE POTENCIA Y CON LA SOLUCION QUE SE PLANTEA EN ESTA PROPUESTA BASADA EN SST CON NUCLEO DE AIRE SE REDUCIRA EL PESO DE HASTA 800KG, EN LA PROPUESTA SE MUESTRA QUE LA INTRODUCCION DE LA DISTRIBUCION DE ENERGIA CON REDES DE MVDC EN EL CAMPO DEL TRANSPORTE MARITIMO PODRIA SUPONER UN AHORRO DE COMBUSTIBLE DEL 30%, LOS SST PROPUESTOS SUPONDRAN UN GRAN EMPUJE AL DESARROLLO DE LAS FUTURAS REDES DE DISTRIBUCION EN MVDC Y POR ELLO SE PRETENDE TRABAJAR EN EL DESARROLLO DEL SST CON NUCLEO DE AIRE, SE HA VISTO QUE ACTUALMENTE LOS NUCLEOS MAGNETICOS SUPONEN 30%-50% DEL PESO TOTAL DE LAS SOLUCIONES PRESENTES EN EL ESTADO DEL ARTE Y ESTE ELEVADO PESO IMPACTA NOTABLEMENTE EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE Y POR LO TANTO EN LAS EMISIONES DE CO2, GRACIAS AL USO DE NUEVOS SEMICONDUCTORES(SIC Y GAN),SE AUMENTARA LA FRECUENCIA DE CONMUTACION DE LOS CONVERTIDORES DE DC-DC CON AISLAMIENTO (SST MAGNETICO) HASTA FRECUENCIAS DONDE EL USO DEL NUCLEO MAGNETICO NO SEA NECESARIO,EL SST CON NUCLEO DE AIRE SE IMPLEMENTARA CON UN ENFOQUE MODULAR, DE MANERA QUE ESTE COMPUESTO POR VARIOS CONVERTIDORES DC-DC AISLADOS DE ALTA FRECUENCIA QUE MEDIANTE SU INTERCONEXION PERMITAN ALCANZAR EL RANGO DE TENSIONES DE LAS REDES DE MEDIA TENSION Y A SU VEZ PROCESEN LA POTENCIA EN PARALELO, CADA BLOQUE BASICO SERA UN CONVERTIDOR DE ALTA FRECUENCIA COMPUESTO POR INTERRUPTORES DE ALTA FRECUENCIA, BASADO EN GAN Y SIC,Y UN TRANSFORMADOR CON NUCLEO DE AIRE,ESTA PROPUESTA ENCONTRARA SOLUCIONES INNOVADORAS Y RESPONDERA A LOS SIGUIENTES RETOS DE INVESTIGACION:1,¿COMO DESARROLLAR UN SST DE NUCLEO DE AIRE DE ALTA FIABILIDAD, PARA SU INTEGRACION SENCILLA DE LA RED DC?2,¿QUE IMPACTO EN SU DISEÑO TENDRA LOS ULTIMOS DISPOSITIVOS BASADOS EN LA TECNOLOGIA DE GAN Y SIC?¿ES POSIBLE ALCANZAR EL MISMO OBJETIVO EMPLEANDO TECNOLOGIA CONSERVADOR DE SI?3,¿COMO CONTROLAR EL SST EN ESTAS APLICACIONES PARA GARANTIZAR LA ESTABILIDAD TOTAL DE LA RED DE DC?PARA ELLO SE CONSTRUIRA UN BLOQUE BASICO DE HASTA 1KV Y UN RANGO DE POTENCIAS DE 5 A 10KW, POSTERIORMENTE SE COMBINARAN VARIAS UNIDADES PARA LLEGAR A UN SST CON NUCLEO DE AIRE COMPLETO (HASTA 5KV Y 50KW), DEMOSTRANDO LA VIABILIDAD DE LA SOLUCION PROPUESTA,EL DISEÑO Y VERIFICACION DE ESTA IDEA SE HARA A TRAVES DE UN ENFOQUE HOLISTICO, EXPLORANDO LOS ESPACIOS DE DISEÑO Y RENDIMIENTO (EFICIENCIA, MASA, VOLUMEN) DE UN TRANSFORMADOR CONVENCIONAL BASADO EN UN NUCLEO MAGNETICO, ENTENDIENDO LAS LIMITACIONES TECNOLOGICAS ACTUALES, PARA ALCANZAR UN TRANSFORMADOR DE NUCLEO DE AIRE,ADEMAS, UTILIZANDO HARDWARE IN THE LOOP,SE ESTUDIARA EL IMPACTO DE LA IDEA PROPUESTA A LA ESTABILIDAD GLOBAL DE LA RED DE DISTRIBUCION MVDC DEL AVION/BARCO QUE CONTIENE VARIAS CARGAS ELECTRICAS, FUENTES Y SST,LA IMPOSIBILIDAD DE INTEGRAR EL COMPONENTE MAGNETICO HA ESTADO PENALIZANDO LA DENSIDAD DE POTENCIA Y LA MODULARIDAD,ESTE TRABAJO UNIFICARA LAS FUNCIONES DE LA CONVERSION DE POTENCIA Y LA NECESIDAD DE AISLAMIENTO EN UN UNICO SISTEMA MEJORANDO SIGNIFICATIVAMENTE LA EFICIENCIA, LA VIABILIDAD Y LA DENSIDAD DE POTENCIA DEL SISTEMA ACTUAL, ALL-ELECTRIC AIRPLANE\ALL-ELECTRIC SHIP\ENERGY EFFICIENCY\GALVANIC ISOLATION\SOLID STATE TRANSFORMER\AIR CORE TRANSFORMER\WIDE BANDGAP DEVICES\HIGH SWITCHING FREQUENCY\DC GRIDS\MEDIUM VOLTAGE DC

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