Contexto y retos

La distribución de energía HVDC y las normas aeroespaciales imponen requisitos específicos a este tipo de equipos cuando se usan en la aviación comercial. Por ello los principales retos se centran en los desarrollos de los siguientes avances tecnológicos:

• Modelos de fiabilidad de módulos de potencia: mejorar los modelos actuales, ya que los nuevos semiconductores (SiC y GaN) no están suficientemente caracterizados, lo que provoca sobre dimensionamiento y mayores costes de mantenimiento. 
• Detección de fallos eléctricos (AFD y PD): mejorar la detección de arcos eléctricos en sistemas de cableado de aeronaves, especialmente en redes HVDC, para evitar fallos en cadena y mejorar la seguridad. 
• Filtros de alta densidad: reducir el tamaño y peso de los filtros eléctricos mediante filtrado activo, para cumplir con requisitos de interferencias electromagnéticas. 
• Magnetismo de alta densidad: optimizar componentes magnéticos (transformadores, bobinas, etc.) usando nuevos materiales y mejor gestión térmica para reducir tamaño y peso.

Finalmente, todas estas tecnologías se integrarán y probarán en un convertidor de 250 kW para demostrar su rendimiento en aplicaciones aeronáuticas.

Nuestra propuesta 

En este proyecto, Skylife lidera el paquete de trabajo WP4, que se detalla a continuación, y participa contribuyendo en WP1, WP2 y WP3. En estos últimos, Skylife aporta conocimiento clave sobre la topología y características del convertidor de potencia, así como en el diseño de la plataforma hardware para la ejecución de algoritmos de detección de fallos de arco.

Asimismo, colabora en el desarrollo de un filtro de emisiones conducidas conforme a la norma DO-160, participando en la selección de componentes, el diseño del sistema, su integración y la validación del prototipo.

El principal foco de actividad se concentra en el WP4, donde Skylife lidera el diseño y desarrollo de un prototipo de convertidor de potencia DC-AC de alta potencia, capaz de entregar hasta 250 kW, realizando la función de motor control unit (MCU). Este desarrollo constituye la pieza central del proyecto, orientada a la creación de un sistema eficiente, fiable y preparado para operar en entornos de alta exigencia.

Por último, Skylife configura un entorno de ensayos en tierra para la validación del convertidor, donde se integran y prueban los resultados de los paquetes de trabajo anteriores, incluyendo la fiabilidad del sistema, la detección de fallos de arco y las soluciones de filtrado de alta densidad.

El proyecto tiene una financiación para Skylife de 1.290.250,00€, con una subvención del 100%. Este ambicioso esfuerzo es posible gracias a la colaboración de un consorcio de alto nivel que incluye a: IRTSE, FRAUNHOFER, SINTEF, CEIT, ATR, ST, Universidad Carlos III de Madrid y Universidad de Sevilla.