es.wedoany.com Noticia: El fabricante británico de motores e inversores de alta densidad de potencia Helix (Milton Keynes) y el especialista austriaco en transmisiones de alto rendimiento Zoerkler Gears GmbH & Co KG (Joís) han colaborado para desarrollar y validar una unidad de propulsión eléctrica (EPU) con engranajes para la movilidad aérea avanzada (AAM). Esta EPU está diseñada específicamente para aplicaciones exigentes de eVTOL, admitiendo la instalación de hélices en configuraciones de sustentación, crucero y rotor basculante.
Las aplicaciones tradicionales de alto par suelen emplear EPU en configuración de "accionamiento directo", lo que resulta en un mayor ancho y masa del motor. Helix integra su motor con la transmisión ligera de Zoerkler (con una eficiencia del 98 %), permitiendo que esta EPU proporcione un alto par en un encapsulado de solo 26 cm de diámetro (equivalente al 50 % del diámetro de una unidad de accionamiento directo equivalente). Como primer producto de la serie de EPU para movilidad aérea avanzada, este encapsulado pesa 32,2 kg y ofrece los siguientes parámetros: en configuración de sustentación, una potencia de 100 kW y un par de hasta 1600 N·m; en configuración de crucero, una potencia continua de 250 kW y una potencia máxima de 400 kW. Un perfil más ligero y estrecho ayuda a reducir el tamaño de la góndola y la resistencia en aplicaciones eVTOL, lo que favorece una mayor carga útil y autonomía.
La tecnología de la cadena cinemática eléctrica de Helix se basa en su núcleo escalable: rotor de imanes permanentes patentado, refrigeración patentada del rotor, alto número de polos, estructura de bobinado patentada, sujeción de imanes con compuesto de fibra de carbono, manguito refrigerante de compuesto de fibra de carbono y refrigeración radial y axial por agua a alta velocidad. Además de aplicaciones móviles, sus productos también se utilizan en el ámbito marítimo, como en el velero de alto rendimiento Magic Carpet e.
El uso de compuestos de fibra de carbono en motores proviene principalmente de los campos aeroespacial y de maquinaria de alta velocidad. Los manguitos de sujeción metálicos tradicionales para rotores (como Inconel 718 o aleaciones de titanio) corren el riesgo de desintegrarse a altas velocidades de rotación. Los manguitos termoendurecibles reforzados con fibra de carbono que envuelven el rotor del motor de imanes permanentes resuelven este problema. Cuando el rotor gira a 20 000 rpm (una velocidad común en los vehículos eléctricos modernos), cada componente soporta fuerzas centrífugas que son proporcionales al cuadrado de la velocidad; duplicar la velocidad cuadruplica la fuerza que desgarra el rotor. Los manguitos de compuesto de fibra de carbono reducen el peso de los componentes del motor, disminuyen la inercia rotacional, proporcionan una mayor presión de compresión, reducen el entrehierro entre el conjunto del eje y el estator, y minimizan la autocarga debida a la fuerza centrífuga, además de tener pérdidas eléctricas mucho menores que los manguitos metálicos que reemplazan. El análisis de elementos finitos (FEA) realizado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) confirmó que, en un motor de rotor externo con imanes superficiales, el esfuerzo máximo soportado por el manguito de fibra de carbono a velocidades de hasta 20 000 rpm sigue siendo inferior al límite elástico del material, lo que respalda el uso de manguitos de fibra de carbono en aplicaciones de alta potencia, como vehículos eléctricos, turbogeneradores y accionamientos aeroespaciales.
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