Simulación y validación de sistemas hidráulicos de tracción para la electrificación de maquinaria pesada

Área de la Ciencia:

• Ingeniería mecánica
• Sistemas energéticos sostenibles

Sus antecedentes:

• La maquinaria todoterreno pesada a gran escala, como las trituradoras móviles de roca, tradicionalmente se basa en sistemas hidráulicos ineficientes.
• Estos sistemas contribuyen a importantes pérdidas de energía, especialmente durante los períodos de inactividad, y dependen de combustibles fósiles.
• Existe una necesidad creciente de alternativas más eficientes y sostenibles en el sector de la maquinaria pesada.

Objetivo del estudio:

• Explorar los desafíos y la necesidad de sustituir los sistemas hidráulicos por soluciones eléctricas en maquinaria todoterreno pesada.
• Desarrollar y validar un modelo de simulación para el sistema de tracción hidráulica de una trituradora de roca.
• Informar el diseño y la especificación de un sistema eléctrico equivalente para mejorar la eficiencia energética.

Principales métodos:

• Desarrollo de un modelo matemático y de simulación de Simulink para la tracción hidráulica de una trituradora de roca.
• Validación del modelo de simulación con los datos del ensayo físico de la máquina real.
• Simulación del desarrollo de la potencia del sistema hidráulico y análisis de los requisitos de almacenamiento de energía para las maniobras.

Principales resultados:

• El modelo de simulación validado logró una precisión del 4-12%, con un valor atípico del 20% atribuido a ineficiencias del mundo real.
• Los resultados de la simulación proporcionan información sobre las necesidades de suministro y almacenamiento de energía para el diseño del sistema eléctrico.
• La precisión del modelo es suficiente para guiar el proceso de electrificación sin sobre o bajo diseño del sistema eléctrico.

Conclusiones:

• El estudio demuestra la viabilidad y los beneficios de la transición de la maquinaria pesada de los motores hidráulicos a los eléctricos.
• El modelado de simulación es una herramienta valiosa para informar la especificación de los sistemas eléctricos para maquinaria pesada.
• Este trabajo apoya el desarrollo de soluciones más eficientes desde el punto de vista energético y sostenibles para el sector del equipo pesado.