El punto de aplicación de la fuerza magnética del motor de flujo axial está cerca del diámetro exterior, lo que aporta un par elevado pero también un riesgo oculto: a igual velocidad de giro, la velocidad lineal de los imanes en el borde del disco del rotor es muy superior a la del motor radial alargado y estrecho, y la fuerza centrífuga se multiplica.
Vista en sección del principio de par elevado del motor de flujo axial de Jiuju Cross-Section View of High-Torque Principle for Jiuju Axial-Flux Motor
Conviene saber que la fuerza centrífuga es proporcional al cuadrado de la velocidad lineal: cuanto mayor es el radio de acción, más rápido crece ese valor. A igual potencia, el rotor de disco del flujo axial tiene un diámetro exterior mayor y la velocidad lineal en su borde es más alta. En escenarios reales de alta velocidad de decenas de miles de revoluciones, no son raros los casos de imanes agrietados o desprendidos de la superficie del disco; una vez que se desprenden, el disco del rotor queda directamente inservible e incluso puede dañar el estátor.
Esquema del fallo de los imanes del rotor a alta velocidad Schematic of High-Speed Rotor Magnet Failure
Por eso los motores de flujo axial de alta gama hace tiempo que no dependen de un simple pegado superficial. La práctica habitual son tres líneas de defensa: primero, envolver los imanes con fibra de carbono preimpregnada bobinada; después, colocar en el exterior una camisa metálica no magnética de alta resistencia, o bien fabricar directamente un rotor de disco empotrado, de modo que los imanes queden encajados en la estructura del disco y no pegados en su superficie. Por último, se añade el contrapeso de equilibrado dinámico para garantizar una distribución uniforme de las fuerzas en el disco a alta velocidad. En realidad, ya en la fase de diseño, la segmentación y la disposición de los imanes están preparando el terreno para las condiciones de alta velocidad: cuanto más fragmentados y densos, menor es la fuerza centrífuga de cada pieza y más fácil resulta fijarlas, con el único precio de alguna operación de montaje adicional.
Comparación de consistencia de montaje de Jiuju Jiuju Assembly Consistency Comparison
Todos estos medios consisten en esencia en absorber por adelantado en la estructura a ese rival invisible que es la fuerza centrífuga. El pegado superficial es cómodo y barato, pero solo sirve para velocidades medias y bajas; en cuanto la velocidad sube hay que cambiar el enfoque de encapsulado, y ese gasto no se puede ahorrar. Al montar este tipo de rotores, Jiuju concede gran importancia al control de la tensión de la camisa y del bobinado y a la consistencia del curado: si el bobinado de fibra de carbono queda desigualmente apretado, el equilibrado dinámico no se estabiliza y la más mínima vibración a alta velocidad se convierte en un riesgo oculto. La fiabilidad del rotor depende en parte del diseño y en parte de la uniformidad del montaje.
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