Energía eléctrica

Un facilitador de una mayor eficiencia de las aeronaves, flexibilidad de las misiones y un elemento clave para impulsar una mayor eficiencia de la aviación.

(MEA) impulsado principalmente por la necesidad de mejorar la economía operativa de las aeronaves para el operador de aerolíneas comerciales o ofrecer mejoras de rendimiento para el usuario militar. La electricidad como herramienta de transferencia de energía y control de funciones es la metodología más eficiente dado que pasa a través de cables individuales en lugar de tuberías para sistemas hidráulicos, por ejemplo. Usar más electricidad en aviones para alimentar cargas más grandes para la creación de empuje/sustentación o sistemas militares de próxima generación crea varios desafíos. . Estos tienen que ver con el uso de alto voltaje, eficiencia térmica y seguridad. El equipo de Energía Eléctrica de GE Aerospace está a la vanguardia para resolver estos desafíos.

• Densidad de potencia para mejorar el rendimiento de la plataforma • Gestión de carga distribuida para reducir el peso del cableado y aumentar el espacio útil • Uso seguro de altos voltajes para alimentar futuros sistemas de propulsión o misión • Configurabilidad del sistema que permite la implementación eficiente de cambios de plataforma • Herramientas que permiten adaptar la plataforma a cada operador individual necesidades, por parte del fabricante • Experiencia en integración y certificación de sistemas de energía eléctrica para reducir el riesgo de ejecución de nuevos programas

Los sistemas de generación de energía de GE Aerospace han demostrado rendimiento y confiabilidad en los entornos más hostiles, con más de 10,000 unidades entregadas en todo el mundo.

Los sistemas de generación de energía de GE abarcan una amplia gama de aplicaciones de 115 VCA, 230 VCA y 270 VCC, incluidos generadores de frecuencia variable, generadores de frecuencia constante de velocidad variable y generadores de arranque. Ofrecemos sistemas integrados que combinan la electrónica de control y potencia con la máquina turbo o sistemas divididos con una unidad de control de convertidor/generador independiente.

GE proporciona sistemas enfriados por aire y por aceite que abarcan todo el espectro de generadores de aeronaves principales, APU, de respaldo y de emergencia. Varios de nuestros generadores enfriados por aceite utilizan el enfoque de enfriamiento de cavidad seca patentado de GE que mejora sustancialmente la eficiencia y confiabilidad del sistema al tiempo que permite la opción de combinar los circuitos de enfriamiento del motor, la caja de cambios y el generador en un único sistema de aceite compartido.

Los sistemas de generación de energía de GE lideran la industria con respecto a temperaturas de enfriamiento de entrada, densidad de potencia y eficiencia. Aprovechar tecnologías clave como el carburo de silicio, la extracción multicanal y la fabricación aditiva mejora el rendimiento y reduce los costos.

GE Aerospace es un proveedor establecido de sistemas de distribución de energía para aeronaves que brinda soporte a clientes como Lockheed Martin, Boeing, Gulfstream y Dassault, al mismo tiempo que proporciona sistemas primarios y secundarios a aeronaves como el F-35, B777, Apache AH-64, G500/600 y Falcon 10X. . GE Aerospace gestiona la energía eléctrica de las aeronaves a 28 V, 115 V y 270 V con tecnologías de conmutación mecánica y de estado sólido.

Al trabajar con los clientes, GE Aerospace no solo diseña, prueba y brinda soporte a los componentes del sistema eléctrico que comprenden los sistemas primario y secundario, sino que también brinda servicios y soporte que crean:

Dentro del ámbito de los controles del sistema de energía, GE también ofrece soluciones de gestión y almacenamiento de energía, proporcionando 270 VCC y 28 VCC a Lockheed Martin para el avión F-35.

Los mejores interruptores de potencia de estado sólido de carburo de silicio de GE Aerospace, combinados con sus habilidades de diseño de sistemas eléctricos de alta potencia, le permiten crear una gama de soluciones de inversores, convertidores y electrónica de potencia para vehículos en los dominios terrestre, marítimo y aéreo. Sus soluciones ofrecen conmutación confiable, compacta y tolerante a la temperatura donde se debe gestionar alto voltaje y alta energía en espacios y entornos de vehículos compactos.

El uso de alto voltaje y niveles de energía en los vehículos es clave para impulsar la eficiencia del rendimiento y ofrecer soluciones a problemas como la sostenibilidad y el acondicionamiento de la energía para los sistemas de misiones militares de alta energía.

Los avances de GE en SiC y diseños de sistemas de alta potencia han llamado la atención del ejército de EE. UU. GE ha estado trabajando con el Centro de Sistemas de Vehículos Terrestres (GVSC) CCDC del Ejército de EE. UU., formalmente conocido como TARDEC, para desarrollar arquitecturas de alto voltaje para vehículos de combate terrestres con demandas de alta potencia que puedan satisfacer los requisitos futuros en los entornos más desafiantes del mundo. Nuestros sistemas han sido probados exhaustivamente en el laboratorio y en el campo para demostrar que enfrentarán el desafío. Todo esto ha sido posible gracias a las capacidades de diseño y SiC de GE y a través de la asociación y la financiación de GVSC.

Lea información adicional sobre la asociación de GE con GVSC

El controlador integrado de arranque/generador (ISGC) de alta eficiencia de carburo de silicio (SiC) de GE está diseñado específicamente para el vehículo de combate de próxima generación (NHCV). El diseño utiliza la última generación de MOSFET de SiC de GE que proporcionan niveles de potencia y durabilidad inigualables para los entornos más hostiles.

Las soluciones de GE también son clave para permitir la próxima generación de defensas navales y sistemas de armas de energía dirigida. Junto con nuestros colegas de GE Power (Marine), nuestros convertidores de SiC están ayudando a alimentar los depósitos de energía del USS.

GE ha logrado avances significativos en vuelos híbridos eléctricos, sistemas de vehículos de alta potencia y sistemas de propulsión eléctrica gracias a nuestra experiencia en SiC y a nivel de sistemas. Sistemas con capacidades energéticas que antes eran imposibles ahora son posibles, y además resultan ser más pequeños, más ligeros, más eficientes y más fríos que sus predecesores de silicio. Los MOSFET de SiC y la experiencia en paquetes de energía son componentes clave para el éxito de GE al hacer posibles estos logros para el mundo.

GE está mirando a un futuro de la aviación y de los aviones híbridos eléctricos que puede parecer lejano para algunos, pero no para GE. Nuestro Centro de Investigación Global (GRC), en conjunto con el negocio de Aviación de GE, está desarrollando actualmente un inversor liviano basado en SiC para conversión de energía de clase MW que cumple con los objetivos establecidos por la NASA para densidad de energía y eficiencia bajo dos programas.

Este novedoso inversor avanzará en lo último en tecnología al aprovechar los dispositivos de potencia de SiC de alto voltaje y eficiencia ultraalta de GE para lograr la mejor eficiencia máxima de conversión de energía (objetivo del 99 %) y densidad de potencia (objetivo de 19 kW/kg) de la industria. para los componentes activos)

Este inversor de MW basado en SiC se probará en tierra y representa el primer paso hacia un inversor liviano apto para volar que permita aplicaciones de aviones híbridos-eléctricos. Esta tecnología podría revolucionar la forma en que viajamos en el futuro.

Así como el silicio (Si) se convirtió en el estándar de semiconductores hace 30 años, el SiC está revolucionando ahora la industria de la energía eléctrica. Puede funcionar a temperaturas inalcanzables para los chips de Si y puede funcionar a frecuencias mucho más altas porque estos dispositivos son mucho más eficientes. Los dispositivos basados ​​en SiC también pueden gestionar el mismo nivel de energía que los dispositivos de Si pero con la mitad de tamaño y peso.

Ahorros de combustible logrados al reducir el peso de una aeronave en 1000 libras.

Incrementar un 10% más la autonomía de los vehículos eléctricos.

Eliminación de sistemas de refrigeración complejos y pesados ​​en los vehículos.

Diseñar sistemas a niveles de potencia aún no alcanzables con la tecnología actual.

Matriz con clasificación de 200 °C, complejidad, costo y tamaño reducidos del sistema de enfriamiento

Pérdidas reducidas, capacidades mejoradas de tamaño, peso y potencia.

Densidad de potencia 2x con el mismo tamaño y peso

Más robusto contra el calor, la radiación y las perturbaciones electromagnéticas.

Perfil ultradelgado que permite un ahorro de espacio del 40 % 2 veces de refrigeración en comparación con los módulos conectados por cables

GE ha sido líder en el desarrollo de tecnología SiC durante casi dos décadas. Desde el diseño de chips y la ingeniería de componentes hasta la implementación completa del sistema, GE ha demostrado un rendimiento líder en su clase en dispositivos de potencia, embalajes avanzados y aplicaciones de electrónica de potencia. GE ofreció el primer MOSFET de la industria de -55 a 200˚C

Primeros estudios de fotodiodos de SiC para UV, combustión.

El primer amplificador operacional de SiC del mundo con funcionamiento a alta temperatura.

SiC Flame Tracker (monitor de combustión UV) entra en producción. Primer producto de SiC.

Fabricación de SiC de 4" totalmente capaz en el lugar, demostrado que MOSFET VTH es estable a 200 °C.

MOSFET Gen 1: MOSFET de SiC de 1,2 kV con calificación AEC-Q101 y rendimiento líder en la industria.

ISO9001: fabricación de 4".

Fabricación y embalaje de dispositivos de 6".

MOSFET Gen 3: MOSFET de SiC de 1,2 kV con calificación AEC-Q101, clasificación de 200 °C. 1,2 kV, 25 mΩ.

SiC habilitó un demostrador del ejército de EE. UU. para vehículos de combate de próxima generación.

El primer convertidor de SiC de la industria de la aviación con GE SiC.

Fiabilidad 3 veces mayor

<25% de pérdidas por conmutación

Frecuencia de conmutación 4x

2x densidad de potencia

Calificación AEC-Q101

Densidad de potencia y corriente.

Resistencia e inductancia

Robustez

Peso

Densidad de poder

Calidad de energía

1-5% de eficiencia del sistema

2x densidad de potencia

Fiabilidad 2x

Sostenibilidad en MEA de cuerpo estrecho

500-1000 libras de peso

1-3% de consumo de combustible

GE ha logrado avances significativos en vuelos híbridos eléctricos, sistemas de vehículos de alta potencia y sistemas de propulsión eléctrica gracias a nuestra experiencia en SiC y a nivel de sistemas. Sistemas con capacidades energéticas que antes eran imposibles ahora son posibles, y además resultan ser más pequeños, más ligeros, más eficientes y más fríos que sus predecesores de silicio. Los MOSFET de SiC y la experiencia en paquetes de energía son componentes clave para el éxito de GE al hacer posibles estos logros para el mundo.

GE está mirando a un futuro de la aviación y de los aviones híbridos eléctricos que puede parecer lejano para algunos, pero no para GE. Nuestro Centro de Investigación Global (GRC), en conjunto con el negocio de Aviación de GE, está desarrollando actualmente un inversor liviano basado en SiC para conversión de energía de clase MW que cumple con los objetivos establecidos por la NASA para densidad de energía y eficiencia bajo dos programas.

Este novedoso inversor avanzará en lo último en tecnología al aprovechar los dispositivos de potencia de SiC de alto voltaje y eficiencia ultraalta de GE para lograr la mejor eficiencia máxima de conversión de energía (objetivo del 99 %) y densidad de potencia (objetivo de 19 kW/kg) de la industria. para los componentes activos).

Este inversor de MW basado en SiC se probará en tierra y representa el primer paso hacia un inversor liviano apto para volar que permita aplicaciones de aviones híbridos-eléctricos. Esta tecnología podría revolucionar la forma en que viajamos en el futuro.

A medida que los vehículos avanzan hacia la reducción de emisiones y costos de propiedad, los vehículos industriales pesados ​​utilizados en aplicaciones de construcción, minería y agricultura deben evolucionar. El carburo de silicio (SiC) es un habilitador que permitirá que los vehículos alcancen eficiencias inigualables con la electrificación. Los módulos de potencia de SiC de GE pueden funcionar en los entornos hostiles comunes a los vehículos industriales con una confiabilidad sin precedentes. Con dispositivos de SiC certificados según los estándares automotrices AEC-Q101, los módulos de SiC de GE pueden producir:

Al igual que en nuestras aplicaciones de vehículos terrestres militares, la tecnología patentada de GE permite escalabilidad y personalización para satisfacer las intensas necesidades de los vehículos industriales.

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