Motores DC con escobillas para altas temperaturas

Los motores capaces de funcionar a altas temperaturas ambiente no son una novedad para maxon. La gama de motores DC brushless HD (Heavy Duty), desarrollada para funcionar a una temperaturas ambiente de hasta 200 °C, lleva más de una década en el mercado. Hasta ahora, estas temperaturas eran dominio exclusivo de los motores brushless. Con el nuevo motor DC con escobillas HT (High Temperature), maxon ha cambiado ahora esto.

Una importante empresa del sector del petróleo y el gas acudió a maxon en busca de un motor DC con escobillas que fuera capaz de funcionar a temperaturas ambiente de hasta 180 °C. Su instrumento de medición usado para la inspección de carcasas de tuberías había demostrado su eficacia en la práctica utilizando un motor DC con escobillas adecuado para altas temperaturas. Sin embargo, cuando se empezaron a usar nuevas herramientas con niveles sísmicos más altos, el sistema motor que se utilizaba fallaba porque no era lo suficientemente robusto. Como era de esperar, la empresa no tenía intención de rediseñar el sistema completo, ya que esto supondría un enorme inversión de tiempo y dinero. En vez de ello, le pidieron a maxon que encontrara una solución. Los ingenieros de maxon emprendieron el desarrollo de un sistema motor personalizado sobre la base de la serie estándar de motores DC con escobillas DCX de 22 mm para la aplicación en pozos petrolíferos.

Cambiar el imán

Lo primero que se examinó fueron las piezas fundamentales del motor, en concreto el bobinado y el imán. A diferencia de los motores DC brushless HD, que utilizan imanes de samario-cobalto (SmCo) para altas temperaturas, los ingenieros decidieron usar un nuevo imán de neodimio (NdFeB) adecuado para altas temperaturas. El motivo es su resistencia. Los imanes de samario-cobalto se utilizan desde hace años porque pueden soportar temperaturas elevadas, pero no son tan fuertes como los imanes de neodimio. Además de ser ligeramente más débiles, el uso de imanes de samario-cobalto habría obligado a aumentar el tamaño del motor para cumplir con los requisitos de par.

Cambiar el bobinado

Los bobinados para altas temperaturas no son una novedad para maxon. La serie de motores DCX configurables de maxon usa bobinados estándar para funcionar a una temperatura máxima recomendada de 125 grados. Si la temperatura aumenta por encima de este nivel, el aislamiento en el bobinado se ablanda y se vuelve inestable, lo que podría causar su colapso sobre el imán. Por ello, los ingenieros de maxon crearon un bobinado personalizado y produjeron algunas muestras. Una vez validado esto, el circuito electromagnético ya estaba completado.

Cambiar la cubierta

Un motor es mucho más que solo el imán y el bobinado. Por ello, una vez completado el diseño de estos componentes, los ingenieros centraron su atención en el resto del motor para asegurarse de que todos los demás elementos fueran capaces de soportar estas temperaturas. Fue necesario rediseñar la cubierta estándar de polímero utilizando un material apto para altas temperaturas.

maxon produjo las primeras muestras y, a continuación, vinieron las pruebas de validación. En el laboratorio de pruebas de maxon se pueden realizar exhaustivas pruebas ambientales. Los motores se calentaron hasta los 180 °C en la cámara de pruebas y después se hicieron funcionar. También se comprobó la estabilidad del rotor a 180 °C y 200 °C. Una vez que los ingenieros de maxon estuvieron seguros de que la solución funcionaría en la aplicación, suministraron muestras al cliente para que este realizara sus propios ensayos. Los motores pasaron estas pruebas sin problemas y fueron autorizados para los estándares de producción.

Estos motores DCX22S HT ya están disponibles en un mercado más amplio.

El DCX22S HT funciona con las gamas de reductores GPX22 y GPX26, incluido el GPX22UP de alta eficiencia. Pueden tener lubricación a temperatura en un rango de temperatura ampliado para adaptarse a la capacidad de temperatura ambiente de los motores. Su ingeniero de ventas local de maxon le ayudará a adaptar la combinación de motor y reductor a su aplicación.

Para más información, póngase en contacto con Andrew Gibson, ingeniero de ventas de maxon para Subsea: andrew.gibson@maxongroup.com