Motores brushless para altas temperaturas
¿Se pueden utilizar motores brushless a altas temperaturas?
Quienes estén familiarizados con el catálogo y las especificaciones técnicas de maxon se habrán dado cuenta de que existen temperaturas ambiente y de bobinado máximas especificadas para nuestros motores de corriente continua. La mayoría de los motores DC o brushless tienen una temperatura ambiente máxima entre 85⁰C y 100⁰C, y una temperatura máxima de bobinado entre 100⁰C y 125⁰C.
¿Por qué es esto?
En primer lugar, hay una diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura máxima del bobinado. El suministro de entrada se divide en voltaje (V) y corriente (A). El voltaje determina la velocidad y la corriente determina el par. Cuando está en uso, la corriente generará calor en el bobinado, por lo que cuando se especifica un motor eléctrico para funcionar a temperaturas ambiente elevadas, no se puede trabajar con tanta fuerza como si estuviera a temperaturas normales de taller; de lo contrario, se quemará.
¿Cuáles son los problemas que los motores DC o brushless llevan asociados con el calor?
Dentro del motor DC o brushless hay un circuito magnético generado por el imán permanente y el electroimán, el bobinado del motor. Tanto el imán permanente como el bobinado se ven afectados por el calor. Los imanes de neodimio comienzan a desmagnetizarse alrededor de los 160 ° C y se vuelven más débiles. Desafortunadamente, enfriar el motor no revierte el efecto; es una degradación permanente. El bobinado está revestido con un barniz aislante que proporciona estabilidad y aislamiento. A medida que la temperatura aumenta por encima de los 160 ° C, el barniz se ablanda y el bobinado se puede deformar, lo que provoca un roce que desgasta el aislamiento y provoca un cortocircuito y un fallo del motor. Los aumentos de temperatura muy altos pueden hacer que el barniz y el aislamiento se derritan, lo que de nuevo resulta en un cortocircuito. Los resultados son siempre los mismos; el motor de corriente continua queda dañado.
Motores brushless maxon de alta temperatura
No es sorprendente que haya entornos en los que la gente quiera usar motores brushless donde las temperaturas son más altas, por ejemplo, perforando el núcleo de la Tierra para obtener petróleo, gas o energía geotérmica, o actuadores de válvulas en motores de aviones. maxon dispone de una gama de motores brushless diseñados para estos entornos. La gama HD (Heavy Duty) sin escobillas puede funcionar en temperaturas ambiente de hasta 200⁰C con una temperatura máxima de bobinado de 240⁰C.
¿Cómo funcionan estos motores brushless a temperaturas tan altas?
Los imanes de los motores brushless maxon HD están fabricados con samario cobalto (SmCo). Los imanes de tierras raras de samario y cobalto pueden alcanzar temperaturas mucho más altas antes de que comiencen a desmagnetizarse. El alambre de cobre utilizado en el bobinado también tiene un aislamiento con clasificación de temperatura más alta. Finalmente, el barniz de impregnación está clasificado para una temperatura mucho más alta que asegura que el bobinado permanezca estable en todo el rango de temperatura de funcionamiento.
¿Por qué no hacer que todos los motores de corriente continua sean capaces de alcanzar temperaturas más altas?
No es fácil fabricar un motor brushless de alta temperatura; el aislamiento mejorado del cable de cobre es muy rígido, lo que dificulta mucho más el enrollado. Tampoco funciona con todos los patrones de bobinado. Otra razón es el precio, los materiales especializados cuestan más y por qué se querría un motor DC o brushless de precio más alto y especializado para una aplicación donde no se necesita.
En aplicaciones de gran volumen, maxon puede modificar motores DC o brushless estándar para proyectos en los que se necesitan temperaturas aún más altas si debido al rango limitado de HD, no hay un motor adecuado. maxon investigará la viabilidad de producir el bobinado y creará un lote de bobinados del tamaño de producción para garantizar que el cable tenga un rendimiento suficientemente alto. Finalmente, si el rendimiento es suficiente, se fabricarán motores eléctricos de muestra y se validará la especificación técnica.
¿Qué hacer cuando su aplicación supera los límites de la temperatura ambiente?
Póngase en contacto con su ingeniero de ventas de maxon. Le ayudaran a seleccionar el producto adecuado para su aplicación y su entorno.
Primero, le harán una serie de preguntas sobre la aplicación, qué velocidad y par de la salida, qué ciclo de trabajo tendrá el motor, que
alimentación tendrá. Luego analizarán el entorno, la temperatura, los golpes o vibraciones, etc. También le preguntaran sobre otras restricciones, como espacio, la masa, etc. Una vez recopilados todos los datos, examinarán las posibles opciones para proporcionar una solución.
Cuando hay altas temperaturas, se debe realizar un análisis térmico para asegurarnos de que el motor de corriente continua no se dañe durante su funcionamiento. Se analiza el perfil de velocidad y par durante el ciclo de trabajo en función de la temperatura ambiente específica. El software desarrollado por maxon proporciona información crucial, incluida la temperatura del bobinado. ¿Está alcanzando o pasando la temperatura máxima de bobinado? ¿Hay suficiente tiempo en el ciclo de trabajo para permitir que se enfríe? Después de varios ciclos, ¿permanece por debajo de la temperatura máxima de bobinado?
Con la experiencia de los ingenieros de maxon y las herramientas disponibles, obtendrá una solución que estamos seguros de que cumplirá con los requisitos.
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