Tecnología IGBT: Control de motor fiable en aeronáutica

La industria eVTOL emergente y la incipiente electrificación de la aviación convencional hace necesario el desarrollo de dispositivos adaptados al control de motores para cubrir las necesidades de este tipo de aeronaves.

Los controladores de motor (ESC) desempeñan un papel fundamental en la electrificación de la industria de la aviación, ya que comparten una serie de necesidades imprescindibles para la electrificación del sector: 

  • Fiabilidad: Como cualquier otro componente aeronáutico, la fiabilidad es indispensable para garantizar la seguridad del vuelo. 
  • Peso reducido: En aeronáutica, la reducción del peso es un factor clave para optimizar el rendimiento de las aeronaves.
  • Potencia alta: Una elevada potencia asegurar los empujes necesarios en eVTOL y aeronaves eléctricas
  • Voltaje elevado: Permite disminuir la corriente en el sistema reduciendo pérdidas e interferencias.
  • Disponibilidad: Una vez certificada la aeronave, es necesario asegurar disponibilidad por un periodo de tiempo razonable.

En el mercado existen diferentes tecnologías para el control de motores. El uso de una u otra tecnología se aplica en función de las características del motor y de los requisitos específicos de la aplicación en la que se emplea, siendo las tecnologías más utilizadas para el control de motores en la aviación los IGBTs y los SiC MOSFET.

IGBT-Technology_explicativa

Control de motores eléctricos en aviación

La tecnología SiC MOSFET es relativamente moderna y utiliza transistores que disponen de una frecuencia de conmutación mayor que el resto de tecnologías, lo que significa que permiten controlar los motores con una elevada velocidad, dando lugar a un control más preciso a altas revoluciones.

El principal y mayor inconveniente de estos transistores está en que no son adecuados para controlar motores que necesiten potencias elevadas para funcionar. Pueden soportar altas tensiones con bajas corrientes o bajas tensiones con altas corrientes.

Por otro lado, la tecnología IGBT ha sido la más utilizada históricamente para el control de motores. Esta es una tecnología muy establecida y cimentada con muchos años de uso y pruebas en diversos sectores de la industria y la automoción.

Dentro de las necesidades de la aviación, este tipo de transistores son capaces de manejar motores de altas potencias, pero limitado a unas frecuencias de conmutación menores. Unos cambios de velocidad del motor rápido generarían picos de corriente que deteriorarían las baterías en el eVTOL.

En cuanto a la tolerancia a fallos, la tecnología IGBT ha demostrado ser más robusta ante situaciones de sobrecorriente y dispone de una mayor tolerancia a variaciones en la temperatura.

IGBTs para eVTOL y aviación

Embention desarrolla una línea de controladoras de motor (ESC) para eVTOL y aeronaves eléctricas. El variador Veronte Motor Controller MC110 ha sido específicamente diseñado para su uso en vehículos aéreos, pudiendo operar con potencias hasta 110 kW, tensiones hasta 800 V y corrientes de hasta 200A. 

Para alcanzar estas prestaciones de una manera fiable y asegurando la robustez del controlador de motor para eVTOL Embention utiliza tecnología IGBT. Esto permite asegurar un correcto funcionamiento a largo plazo, evitando deterioro o degradación en las prestaciones del control de motor. 

Además, la madurez de la tecnología IGBT para el control de motor permite disponer de componentes altamente probados con documentación fiable sobre la robustez de los mismos. Esto es imprescindible en todos los desarrollos de Embention, ya que la empresa sigue los estándares de diseño aeronáuticos DO178D, DO254 y DO160 como parte de su sistema de gestión de calidad EN9100.