En los últimos dos años, la tendencia tecnológica más destacada en el sector de la propulsión eléctrica ha sido, sin duda, el motor de flujo magnético axial. Su forma se asemeja a una “torta” y, aunque su grosor es solo un tercio del de los motores tradicionales, su densidad de potencia es entre un 30% y un 50% mayor, lo que los convierte en la opción de propulsión clave para vehículos eléctricos de gama alta, sistemas de tracción en las ruedas, vehículos aéreos eVTOL y articulaciones robóticas, entre otros ámbitos.
Sin embargo, el sector se enfrenta a una realidad incómoda: abundan los prototipos, pero la producción en serie es escasa. En los laboratorios surgen sin cesar prototipos con un rendimiento impresionante, pero solo unos pocos actores, como YASA —adquirida por Mercedes-Benz— y la empresa china Panhu Power, logran cumplir con las normas de automoción y alcanzar una producción en serie estable. La razón fundamental radica en que existe una brecha insuperable entre los prototipos y la producción en serie.
Motor de flujo magnético (Flux Motor)
En la fase de prototipos se busca la “óptima en cada punto concreto”, lo que conlleva tres ventajas que la producción en serie no puede igualar: no se escatima en costes de materiales, pudiendo elegir libremente entre neodimio-hierro-boro N52EH y compuestos magnéticos blandos SMC; la precisión depende del trabajo manual, con corte por hilo lento, rectificado plano e incluso raspado manual a cargo de maestros artesanos, y el ajuste individual de cada pieza garantiza la uniformidad del entrehierro; solo se miden los valores máximos de rendimiento, sin necesidad de tener en cuenta la durabilidad a 100.000 kilómetros ni el aumento de temperatura bajo cargas elevadas continuas.
Desmontaje y marcado de un motor de flujo axial Marked Disassembly of Axial Flux Motor
La producción en serie implica que se eliminan todos los márgenes de tolerancia, y se presentan cuatro grandes obstáculos. En primer lugar, la tolerancia en el entrehierro a nivel micrométrico es nula. El entrehierro entre las superficies planas de un motor axial suele ser de tan solo 0,5 a 1,5 milímetros, y la uniformidad debe controlarse dentro de un margen de ± varias decenas de micrómetros; en la estructura tipo “sándwich”, cuando el estator y el rotor se acercan, la fuerza de atracción magnética puede alcanzar casi una tonelada, por lo que la más mínima inclinación durante el montaje provoca que se atasquen y se bloqueen. En segundo lugar, los equipos de automatización presentan puntos ciegos. La mayoría de las líneas de producción actuales están diseñadas para motores radiales cilíndricos, mientras que la estructura plana de los motores axiales, el bobinado en forma de espiral y las láminas de acero magnético finas y frágiles requieren soluciones de equipamiento completamente nuevas; además, el entorno de campos magnéticos intensos interfiere en la sujeción por parte de los manipuladores robóticos. En tercer lugar, la disipación del calor resulta muy difícil. El estator queda encajado entre los dos rotores, como un «bollo relleno», lo que dificulta la disipación del calor; bajo una carga elevada y prolongada, los imanes sufren una desmagnetización irreversible cuando superan los 120 ℃. En cuarto lugar, los costes de la cadena de suministro de materiales de alto rendimiento son elevados, y la estabilidad de la producción en serie de SMC, acero al silicio de alta calidad y materiales aislantes resistentes a altas temperaturas, así como la presión sobre los precios, son significativas.
Motor de flujo axial Jiuju para UAV (Jiuju UAV Axial Flux Motor)
En la actualidad, Mercedes-Benz YASA ya equipa los modelos totalmente eléctricos de AMG, y la tecnología de propulsión en la llanta ha alcanzado las 10 000 unidades entregadas en el sector de los vehículos comerciales, por lo que la industria está superando gradualmente el umbral de la producción en serie. Sin embargo, en los próximos 5 a 8 años, lo más probable es que se mantenga un panorama en el que los motores de bobinado radial sigan dominando el mercado en cuanto a volumen de ventas, mientras que los motores de flujo magnético axial se centren en el segmento de gama alta.
Motor de flujo axial (Axial Flux Motor)
En los prototipos se presta atención al diseño electromagnético, mientras que en la producción en serie lo que cuenta es la capacidad del sistema. Ante los retos que plantean el montaje automatizado y el control de la precisión en la producción en serie de motores axiales, Jiuju ofrece soluciones de montaje automatizado y magnetización adaptadas a los motores de disco, que abarcan procesos clave como el montaje de precisión de imanes, el montaje conjunto de estator y rotor con control de fuerza y posición, y la detección en línea del entrehierro, entre otros procesos clave. Mediante el control servo de la fuerza para liberar gradualmente la potente fuerza magnética, se garantiza una precisión de montaje a nivel micrométrico y la uniformidad en la producción en serie, proporcionando así el apoyo en equipos y procesos necesarios para que los motores de flujo magnético axial pasen de la fase de prototipo a la producción en serie a gran escala.
Preguntas frecuentes sobre la automatización de motores eléctricos
Vídeos de casos prácticos de automatización de motores
Noticias del sector de los motores eléctricos
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En el área de expedición, a las puertas del taller, reina la actividad. Tras varias rondas de puesta a punto de la máquina completa, validación de producción simulada e inspección de calidad de fábrica, una línea de montaje automatizado de motores de corriente continua de Jiuju ha completado todo el proceso de salida y ha sido cargada en el camión a tiempo; pronto partirá hacia la base de producción del cliente para apoyar el avance del proyecto conforme al plan.
Mientras los vehículos de nueva energía y la robótica acaparan toda la atención, en entornos industriales como los motores de tracción de ascensores, los ventiladores y las bombas de agua se están incorporando discretamente los motores de flujo magnético axial. Aquí no se tienen en cuenta los parámetros llamativos, sino la factura de la luz y la fiabilidad en la producción en serie.
Mientras los vehículos de nueva energía y la robótica acaparan toda la atención, en entornos industriales como los motores de tracción de ascensores, los ventiladores y las bombas de agua se están incorporando discretamente los motores de flujo magnético axial. Aquí no se tienen en cuenta los parámetros llamativos, sino la factura de la luz y la fiabilidad en la producción en serie.
La arquitectura multipolar genera una onda fundamental de alta frecuencia; a decenas de miles de revoluciones, la frecuencia fundamental puede alcanzar varios kilohercios. Con los IGBT tradicionales las pérdidas de conmutación se disparan y el calentamiento es severo: la capacidad de conmutación a nivel de megahercio de los MOSFET de carburo de silicio es el compañero idóneo para los motores de flujo axial multipolares de alta frecuencia.
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