Para que el motor de flujo axial alcance alta velocidad, la resistencia estructural es un obstáculo, pero una vez superada queda otro aún más oculto: el equilibrado dinámico. El rotor de disco tiene un diámetro grande y gira a alta velocidad, por lo que la más mínima excentricidad de masa se amplifica al girar rápido en una fluctuación evidente de la fuerza centrífuga, que acaba traduciéndose en vibración y ruido.
Esquema de la estructura del motor de flujo axial Axial Flux Motor Structure Schematic
El equilibrado dinámico mira la cantidad de desequilibrio residual: cuánta excentricidad de masa queda en el rotor una vez que gira. En el sector se suele acotar mediante el grado de equilibrado: cuanto más estricto el grado, menor es el residual permitido y mayores las exigencias de proceso e inspección. Con su estructura plana y su distribución de inercia particular, el equilibrado del disco suele tener que elegir entre el modo de un plano y el de dos planos.
Diagrama comparativo de los modos de equilibrado de un plano y de dos planos Single-side vs Double-side Balancing Comparison Diagram
En la práctica, la corrección se reduce a dos caminos: añadir contrapeso o quitar material. Añadir contrapeso significa agregar masa en el lado ligero; quitar material significa rebajar material del lado pesado. El rotor de disco suele combinar imanes y hierro posterior, y a menudo va envuelto en fibra de carbono o en una camisa, por lo que dónde añadir y dónde rebajar debe evitar las zonas críticas del circuito magnético y de la resistencia; de lo contrario, al equilibrar por un lado aparece un problema por otro. Esta operación está directamente ligada al comportamiento del conjunto. Si el equilibrado es insuficiente, la vibración se transmite por el eje y la carcasa: además de ruidosa, acelera el desgaste de los rodamientos; y para un entrehierro ya de por sí sensible, un aumento del salto radial del rotor puede arrastrar un desequilibrio de la fuerza magnética, creando un círculo vicioso.
Esquema de la reacción en cadena por fallo del equilibrado Balance Failure Chain Reaction Schematic
En la fase de ensamblaje de rotores de alta velocidad, Jiuju integra el equilibrado dinámico dentro de la operación en lugar de subsanarlo a posteriori. Primero se controlan la concentricidad y el salto frontal de cada pieza y después se equilibra a nivel del rotor completo, lo que ahorra mucho frente a esperar al final del montaje para descubrir la vibración y tener que reprocesar. El equilibrado dinámico y la resistencia estructural son dos líneas distintas: una se ocupa de si el conjunto se desarma y la otra de si gira con suavidad. Solo cuando ambas pasan, el motor de disco de alta velocidad se sostiene de verdad.
Preguntas frecuentes sobre la automatización de 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.
Jiuju Automation ofrece líneas de montaje automático de motores de flujo magnético axial de alta precisión, que abarcan procesos como el bobinado del estator, el montaje de imanes, el equilibrado del rotor y las pruebas del producto final. Son adecuadas para los sectores de los drones, los vehículos eléctricos y los accionamientos industriales, y cuentan con más de 256 patentes y la certificación ISO 9001...
El punto de aplicación efectivo de la fuerza magnética está en el borde del diámetro exterior; a igual velocidad, la tensión centrífuga que soportan los imanes supera con creces la del motor radial alargado y estrecho. En condiciones de alta velocidad, fijar sólidamente los imanes al disco del rotor es un aspecto clave del diseño estructural.
El flujo debe atravesar axialmente el estátor en forma de disco, por lo que el proceso tradicional de apilado de chapas troqueladas deja de ser válido; enrollar acero al silicio de grano orientado en anillo y fresar las ranuras destruye la orientación del grano. El estátor y el bobinado se convierten en el hueso más duro de roer para la producción en serie del flujo axial.
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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