Diseño de motor eléctrico personalizado: guía de ingeniería completa

Los OEM nos ayudan a conocer el equipo que debe realizar el cliente. Sabemos cómo desarrollar el motor óptimo para su solicitud real. Esta es una guía completa para motor eléctrico personalizado hecho.

1. Capacidades básicas de personalización para OEM

Matriz de personalización técnica

Parámetro	Motor estándar	Opciones de personalización	Impacto de la industria
Tamaño del marco	Estándar IEC/NEMA	Diseños compactos/planos	15-40% de ahorro de espacio
Devanados	Cobre genérico	Bobinados de alambre/lámina Litz	3-8% de ganancia de eficiencia
Imanes	Estándar de ferrita	NdFeB/SmCo de alta calidad	20-30 % de aumento de par
Rodamientos	Ranura profunda estándar	Híbrido cerámico/lubricado	2-3 veces la vida útil
Codificadores	incremental opcional	Absoluto/varias vueltas	Posicionamiento de ±0,01°
Enfriamiento	Estándar TEFC	Refrigeración líquida/hidrógeno	Aumento de densidad de potencia del 50%

Opciones avanzadas:

• Unidades de motor integradas

• Diseños de eje hueco

• Geometrías de brida/soporte personalizadas

• Certificaciones a prueba de explosiones

2. Proceso de diseño electromagnético

Pasos principales de optimización

Diseño de circuito magnético:

• Selección de combinación de polo/ranura (9S6P para bajo engranaje)

• Optimización del espacio de aire (0,5-1,5 mm típico)

• Análisis de densidad de flujo (saturación de 1,2-1,8 Tesla)

Configuración del devanado:

• Devanados distribuidos versus concentrados

• Alambre Litz para aplicaciones de alta frecuencia

• Bobinadoras automáticas para mayor precisión

Técnicas de minimización de pérdidas:

• Reducción de corrientes de Foucault (laminaciones de 0,2 mm)

• Mitigación de pérdidas de cobre de CA (conductores trenzados)

• Segmentación de imanes (4-6 piezas por polo)

3. Consideraciones de ingeniería mecánica

Componentes estructurales

Materiales del marco:

• Aluminio (aplicaciones livianas)

• Hierro fundido (ambientes de alta vibración)

• Acero inoxidable (ambientes corrosivos)

Sistemas de rodamientos:

• Rodamientos rígidos de bolas (uso general)

• Contacto angular (aplicaciones de carga axial)

• Cojinetes magnéticos (sin mantenimiento)

Gestión Térmica:

• Optimización de las aletas de refrigeración (verificada por CFD)

• Canales de refrigeración líquida (para >50kW)

• Materiales de cambio de fase (aplicaciones de alta densidad)

4. Técnicas de fabricación avanzadas

Métodos de producción de vanguardia

Tecnología	ventaja	Solicitud
Devanados aditivos	15% más de llenado de espacios	Motores aeroespaciales
Moldura híbrida	Refrigeración integrada	Tracción para vehículos eléctricos
ablación con láser	Espacios de aire de precisión	Dispositivos médicos
VPI automatizado	Aislamiento sin huecos	Aplicaciones de alto voltaje

Estándares de tolerancia:

• Concentricidad del rotor:

• Desviación del eje:

• Tolerancia de bobinado: ±1 vuelta

5. Integración del sistema de control

Arquitecturas de control modernas

Opciones de sensores:

Efecto Hall (bajo costo)

Codificadores (absolutos de 17 bits)

Algoritmos sin sensores (FOC de gama alta)

Compatibilidad de unidades:

Frecuencia PWM (8-16 kHz típica)

Ajuste de control orientado al campo

Interfaces CANopen/EtherCAT

Funciones de protección:

Detección de desaturación

Monitoreo RTD del estator

Protección de falla a tierra

6. Protocolo de validación y prueba

Matriz de prueba integral

(1). Pruebas de rendimiento:

Curvas par-velocidad (0-200% de carga)

Mapeo de eficiencia (según IEC 60034-2-1)

Análisis de forma de onda Back-EMF

(2). Pruebas ambientales:

Ciclismo térmico (5 ciclos min)

Vibración (pico de 20 g, 3 ejes)

Niebla salina (500 horas según ASTM B117)

(3). Prueba de vida:

Envejecimiento acelerado (más de 10.000 horas)

Ciclismo start-stop (más de 50.000 ciclos)

Análisis de lubricación de rodamientos.

7. Estrategias de optimización de costos

Diseño para la fabricabilidad

Construcción modular (herramientas compartidas)

Patrones de bobinado estandarizados

Impresión 3D multimaterial

Análisis de ingeniería de valor.

Generadores de costos:

Imanes (25-40% de la lista de materiales)

Devanados de cobre (15-25%)

Mecanizado de precisión (10-20%)

Control de calidad (5-15%)

8. Hoja de ruta de certificación

Requisitos de cumplimiento global

Seguridad: UL 1004, IEC 60034

Eficiencia: clases IE, regulaciones DOE

EMC: serie EN 61000-6

Áreas peligrosas: ATEX, IECEx

Laboratorios de pruebas:

Intertek (ETL)

TÜV SÜD

Grupo CSA

Soluciones UL

9. Reglas de diseño específicas de la industria

Directrices específicas de la aplicación

A. Vehículos eléctricos:

Compatibilidad del sistema de 800 V+

Integración de refrigeración de aceite

96%+ eficiencia del sistema

B. Automatización industrial:

Capacidad de sobrecarga (200% durante 1 min)

Integración de frenos

Limpieza CIP

C. Dispositivos médicos:

Resistencia a la radiación gamma

Materiales aprobados por la FDA

10. Tendencias futuras en motores personalizados

Tecnologías emergentes

(1). Fabricación Aditiva

Devanados impresos en 3D (un 15% más de relleno de ranura)

Rotores de material gradiente

(2). Diseños optimizados para IA

Topologías EM generativas

Modelos térmicos de autoaprendizaje

(3). Electrónica de potencia integrada

Conmutación basada en GaN

Controladores de puerta integrados

(4). Soluciones Sostenibles

Diseños sin tierras raras

Materiales de economía circular

Tiempo del ciclo de diseño:

Estándar modificado: 8-12 semanas

Diseño de hoja limpia: 16-26 semanas

Ultraprecisión: más de 30 semanas

Este enfoque integral garantiza motores personalizados cumpla con los requisitos exactos de la aplicación y al mismo tiempo optimice el rendimiento, el costo y la capacidad de fabricación. ¿Le gustaría obtener cálculos detallados para un tamaño de motor o una aplicación específicos?