Antes de hablar de los motores sin marco, primero echemos un vistazo a los componentes que los integran. Un motor sin marco consta de un conjunto de estator y un conjunto de rotor con imanes permanentes. Los efectos Hall se pueden ofrecer como una opción para proporcionar retroalimentación si no se selecciona un codificador para la aplicación. El motor sin marco no incluye eje, cojinetes ni campanas finales. La intención es que el motor se integre directamente en la estructura mecánica de la máquina (el rotor está conectado directamente al eje giratorio de la máquina), lo que conducirá a un diseño optimizado, una huella reducida y un peso más ligero de la máquina.

Ventajas de los motores sin marco.

La ventaja de rendimiento de un motor sin marco está en la mayor rigidez (rigidez) que proporciona cuando se diseña en una máquina. No existen elementos mecánicos entre el motor y la carga (acoplamientos, correas, poleas, etc.) por lo que se mejora el rendimiento dinámico. La coincidencia de inercia no es tan crítica ya que el motor y la carga ahora son una masa inercial. Además, al no haber piezas mecánicas que se desgasten, se aumenta la vida útil de todo el sistema y se reducen los costes de mantenimiento.

Dimensionamiento de un motor sin marco

Dimensionar un motor sin marco es lo mismo que dimensionar un motor con carcasa. Es necesario calcular la velocidad y el par en función de la inercia de la carga, la aceleración, la fricción, etc. Parece haber más preguntas sobre qué devanado elegir entre las muchas opciones. Por experiencia, le recomendamos que observe los requisitos de velocidad y el voltaje disponible para el motor para aproximar la constante de voltaje requerida de su motor (Ke/Vkrpm). El siguiente es un ejemplo de cómo puedes aproximar tu Ke:

Dado:

• Velocidad requerida: 3000 rpm 
• Voltaje: 120 VCA (168 VCC desde el variador) 
• Ke aproximado = Voltaje/Velocidad (V/Krpm) = 168/3 = 56 V/Krpm

Por lo general, agregaría un factor de seguridad del 10 por ciento para cualquier caída de voltaje, así que asegúrese de que después de seleccionar un tamaño de bastidor apropiado que cumpla con sus requisitos de torsión, busque un devanado que tenga un Ke que no sea superior a 50 V/Krpm. . También es necesario abordar el requisito de voltaje total y se tendría en cuenta la corriente requerida (amperios) para la aplicación, la resistencia del motor y la fuerza contraelectromotriz (BEMF) del motor. Lo siguiente continúa con nuestro ejemplo:

Dado:

• Velocidad requerida: 3000 rpm 
• Torque requerido: 250 oz-in 
• Voltaje – 168 VCC 
• Motor Ke – 50 V/Krpm 
• Constante de par del motor (Kt): 60 oz-pulg/amp 
• Resistencia del motor – 2 ohmios 

Requisito de voltaje total = IR+BEMF = (250/60 x 2) + 50 x 3 = 158 voltios para cumplir con sus requisitos de rpm. El voltaje disponible es de 168 voltios, por lo que su selección hasta ahora parece correcta.

Este ejemplo pretende mostrar una forma de acelerar la selección de devanados disponibles al dimensionar su motor sin marco. Es necesario tener en cuenta otros factores, como los cálculos térmicos que implican disipación y pérdidas en el núcleo del motor. Una revisión de la curva de velocidad/par del motor debería responder a cualquier inquietud en este punto de la selección del motor.

Dónde funcionan mejor los motores sin marco

En conclusión, los motores frameless son una solución ideal para aplicaciones como máquinas herramienta, centrífugas, mezcladoras, bobinadoras, o cualquier otra aplicación donde los elementos mecánicos representen costos adicionales de mantenimiento y pérdida importante de espacio. Parker ofrece tamaños de bastidor que van desde 32 a 254 mm de diámetro, lo que proporciona un par de torsión de 6,3 a 13 000 oz-in y velocidades de hasta 50 000 rpm. Hay disponible una variedad de devanados que le permitirán optimizar su motor según su fuente de alimentación y los requisitos de su aplicación.