Sistema de posicionamiento de muy bajo consumo basado en energía magnética potencial

Resumen

En esta investigación se presenta un novedoso concepto de actuador rotativo que minimiza el consumo de potencia y energía para aplicaciones de posicionamiento de precisión. Dicho dispositivo se basa en el aprovechamiento de la energía magnética potencial almacenado entre imanes permanentes con polaridades enfrentadas que se repelen entre sí. Al combinar esta energía almacenada con un sistema de estabilización y control activo de la posición se consigue un dispositivo capaz de realizar cambios ultrarrápidos entre múltiples posiciones estables. Todo ello con un consumo energético minimizado en comparación con un dispositivo tradicional equivalente como un motor eléctrico. Se presenta el marco teórico para la operación de dicho dispositivo y su diseño detallado como actuador para una aplicación de rueda de filtros de un satélite espacial de observación. Se han calculado las prestaciones estimadas del dispositivo mediante modelos electromagnéticos de elementos finitos. Como se demuestra, el dispositivo podría permitir una reducción de la potencia nominal del dispositivo superior al 90% y del consumo energético superior al 78%, asegurando al mismo tiempo, un cambio ultrarrápido y preciso entre ocho posiciones angulares diferentes.