Valutazione dell'affidabilità dell'isolamento elettrico di attuatori per il progetto 'More Electric Aircraft'

La necessità di questi studi nasce dalla volontà di sostituire con un generatore elettrico i sistemi pneumatici che utilizzano l’aria compressa prodotta dalle turbine. Il vantaggio di questa configurazione, che apparentemente spreca energia, è che la turbina aumenta il proprio rendimento. Inoltre, il sistema di spillamento è molto complesso e richiede un elevato livello di manutenzione. La soluzione viene indicata come More Electric Aircraft, “MEA”. L’utilizzo di attuatori elettrici comporta la presenza di un materiale isolante che, a causa della sua natura organica, è maggiormente sensibile all’azione delle scariche parziali, PD. Da ciò nasce la necessità di approfondire i valori di innesco di tali scariche, PDIV. Tramite lo studio effettuato e le prove compiute è stato possibile determinare un modello che permette di calcolare la tensione di innesco delle PD in funzione di temperatura e pressione fino a 100 mbar. Utilizzando due diversi campioni, motorette e twisted pair, sono state condotte prove sia a pressione ambiente che ridotta a 100mbar, così da simulare la pressione ad elevate altitudini. Per emulare le frequenze e i bassi rise-time tipici dei convertitori utilizzati in tale ambito, è stata allestita una gabbia di prova con la presenza di generatori ad alta tensione e inverter con tecnologia silicone carbide (SiC) in grado di arrivare a frequenza di 100 kHz. I risultati ottenuti chiariscono comportamenti inerenti alle dipendenze delle PDIV rispetto vari fattori: pressione, frequenza, rise-time, umidità, stress termo-meccanici (dovuti alle variazioni repentine delle temperature di funzionamento), resina utilizzata, invecchiamento. Questa tesi fornisce pertanto strumenti per la comprensione dei fenomeni che interessano l’affidabilità di un sistema isolante soggetto a impulsi di tensione ad elevato slew rate e frequenza operanti in condizioni atmosferiche tipiche del MEA.