Uno de los puntos más importantes a la hora de diseñar un sistema electrónico de potencia es la eficiencia. Una mejora en la eficiencia reduce el riesgo de rotura a largo plazo, ya que las pérdidas se transforman en calor y es necesario disipar este calor de alguna manera.
Los Controladores de Motor de Embention han sido diseñados desde el primer momento bajo este concepto. Lo importante no es solamente el hardware, sino que el software también influye en el control térmico. En Embention hemos implementado FOC (conmutación sinusoidal) en todos nuestros productos, optimizando el control térmico en controladoras de motor para eVTOL desde las etapas más tempranas del diseño.
Control de software para el control térmico en controladores de motor
Para explicar de una forma visual cómo afecta el tipo de software de control en el control térmico en controladores de motor, mostramos a continuación dos imágenes. En la primera imagen el tipo de control es conmutación en bloque y en la segunda es conmutación con FOC.
Esto es debido a que el variador disipa su energía principalmente de 3 modos:
- Conducción del diodo intrínseco
- Pérdidas de conmutación
- Pérdidas de conducción
Uno de los puntos de rotura más frecuentes es el diodo, sobre todo cuando se utiliza regeneración, utilizando el algoritmo FOC reducimos el tiempo de conducción y aumentamos la fiabilidad del sistema. El control térmico en controladores de motor nos permite extender la vida útil de estos sistemas y la seguridad en aeronaves eVTOL. Siguiendo con la comparativa entre la conmutación en bloque y la conmutación sinusoidal, a continuación podemos ver el porcentaje de pérdidas totales observado en ambos casos.
Otro punto importante en el control térmico en controladores de motor es cuando el variador se utiliza en ambientes con muy poco flujo de aire. Este problema lo solucionamos utilizando un material con muy alta emisividad, de alrededor de (ε =0.85). Todos los variadores Veronte eVTOL Motor Controller disponen de un disipador de aluminio anodizado.
Uno de los puntos débiles de aquellos diseños en los que existe una conexión externa (batería y motor) es el punto de conexión. Nosotros utilizamos una tecnología en la que no se utiliza estaño (resistividad eléctrica muy alta), utilizamos presión para unir el conector a la placa electrónica.
El Controlador de Motor Veronte dispone de todo tipo de sensores de temperatura, pudiendo guardar y dar alarmas en caso de temperaturas significativamente elevadas, permitiendo evitar llegar a la temperatura máxima de funcionamiento seguro. En caso de no ser posible, los variadores Veronte disponen de fijaciones mecánicas para la instalación de un ventilador externo. Esto es útil cuando la instalación de éste se realiza en interior y/o cuando no existe flujo de aire.
Una disminución de la temperatura de funcionamiento aumenta la vida útil de los condensadores internos. De hecho, este es el componente que determina la vida máxima de la electrónica de todos los dispositivos. Un condensador trabajando a su temperatura máxima puede disminuir su vida útil hasta 10 años. Este es uno de los principales motivos por los que el control térmico en controladores de motor cobra especial importancia. A fin de garantizar una máxima durabilidad y fiabilidad, el controlador de motor debe diseñarse de modo que la temperatura de trabajo sea siempre la mínima. Es por ello que siempre recomendamos instalar los variadores en el flujo de la hélice del vehículo o en un lugar con un flujo de aire constante.
