Mike Howell, PE
Especialista de Soporte Técnico de EASA
La mayoría de los centros de servicio de EASA encuentran muy pocas máquinas de flujo axial. Son tan raras, que vale la pena describir qué son y como se diferencian del típico motor o generador industrial de flujo radial. La Figura 1 muestra un corte de una máquina de flujo axial a la izquierda y una máquina de flujo radial a la derecha. Las zonas doradas representan los devanados del estator energizados y las verdes los bobinados del rotor o imanes permanentes. Tenga en cuenta que la máquina de flujo axial que se muestra tiene dos rotores; un devanado de rotor a cada lado del estator. La máquina de flujo radial es a lo que están acostumbrados la mayoría de los centros de servicio de EASA; un rotor separado de un estator por un entrehierro en dirección radial y un campo magnético que cruza ese entrehierro para vincular ambos devanados (o devanados e imanes permanentes) de manera que puedan producir un torque útil.
El atractivo principal de una máquina de flujo axial es que tiene una longitud axial relativamente corta. Por esta razón a veces han sido denominadas motores pancake. Las máquinas de flujo axial tampoco son nuevas y han sido ampliamente utilizadas en algunas aplicaciones; piense en las unidades de disco duro empleadas para el almacenamiento de datos electromecánicos. Y, aunque es raro en aplicaciones industriales, los miembros de EASA encuentran máquinas de flujo axial. La Figura 2 muestra el estator de un motor de flujo axial de 1.25 hp - 4 polos antes del rebobinado. La Figura 3 muestra el diseño de un freno de flujo axial más común.
Aunque los devanados y núcleos que se muestran en las Figura 2 y 3 están reorientados de radial a axial, su construcción general es muy similar a su contraparte radial que vemos en la mayoría de las máquinas rotativas reparadas por los centros de servicio de EASA. Es decir, normalmente tienen núcleos construidos con acero laminado de grado eléctrico y devanados de alambre magnéto de cobre esmaltado redondo. Existen muchos retos con los estatores que han sido bobinados manualmente o de forma automática, como el que se muestra en la Figura 2. Las cabezas de bobina en el interior están severamente restringidas, lo que hace que el trabajo sea muy tedioso. Ensamblar los núcleos en un estator de flujo radial típico también se convierte en un reto.
En los últimos años, un par de fabricantes han introducido motores de imán permanente de flujo axial con estatores de placa de circuito impreso (PCB). Estas máquinas tienen núcleo de aire. Es decir, no tienen laminaciones en el núcleo del estator para dirigir el campo magnético. Más bien, se coloca un rotor de imán permanente (PM) a cada lado del estator PCB para facilitar el enlace de flujo y la producción de torque útil. Las máquinas como las que se muestran en la Figura 4 actualmente se producen en potencias que rondan los 15 hp (11 kW) con un rango de velocidad típico entre 500 - 4200 rpm. La construcción del estator de PCB difiere con cada fabricante, pero algunos de los diseños más robustos tienen fases de estator en diferentes capas de PCB, lo que reduce el riesgo de fallos fase - fase. Estas máquinas tienden a tener variadores de frecuencia (VFD) integrados con especificaciones de potencia de entrada comunes (por ejemplo, 460 V trifásico, 50/60 Hz). Sin embargo, el encerramiento y la configuración de montaje no están estandarizados, por lo que no son reemplazos directos para las carcasas estándar NEMA o IEC. Las aplicaciones comunes hasta el momento son ventiladores y bombas donde la alta eficiencia en un amplio rango de velocidad es ventajosa.
El enfoque actual de los fabricantes de máquinas con estator PCB parece ser la venta directa y el servicio a los usuarios finales, pero ese suele ser el caso con los lanzamientos de nuevos productos. Ya sea que se desarrollen oportunidades de ventas o de prestación de servicios para los miembros de EASA, vale la pena estar familiarizados con estas máquinas en caso de que las encuentre en el campo o si un cliente le pregunta sobre ellas.
DISPONIBLE EN INGLÉS
Related Reference and Training Materials
Print