Motori DC con spazzole per le alte temperature

Motori in grado di funzionare a elevate temperature ambiente non sono una novità per maxon. La gamma di motori DC brushless HD (Heavy Duty), sviluppata per temperature ambiente fino a 200 °C, è sul mercato da oltre un decennio. Fino ad ora, queste temperature erano esclusivo dominio dei motori brushless; ora maxon ha creato uno scenario del tutto nuovo con il motore DC con spazzole HT (High Temperature).

Una importante azienda di gas e petrolio si è avvicinata a maxon alla ricerca di un motore DC con spazzole in grado di funzionare a temperature ambiente fino a 180 °C. Il loro affermato strumento di multi-imaging, utilizzato per l'ispezione di rivestimenti di tubazioni, utilizzava un motore DC con spazzole per alte temperature. Tuttavia, in seguito all'aggiunta di strumenti con livelli superiori di scosse sismiche, l'attuale sistema di azionamento si guastava non essendo sufficientemente robusto. Ovviamente l'azienda non intendeva riprogettare l'intero sistema in quanto sarebbe stato impegnativo dal punto di vista dei costi e del tempo, per questo hanno chiesto a maxon di fornire una soluzione. Gli ingegneri maxon hanno iniziato a progettare un sistema di azionamenti personalizzato basato sulla serie di motori DC con spazzole DCX 22mm standard per l'applicazione downhole.

Modifica del magnete

Le principali parti fondamentali del motore, ossia l'avvolgimento e il magnete, sono state le prime ad essere prese in esame. A differenza dei motori DC brushless HD che utilizzano magneti in samario cobalto (SmCo) per alte temperature, gli ingegneri hanno deciso di utilizzare un nuovo magnete in neodimio (NdFeB) adatto alle alte temperature, a causa della sua forza. I magneti in samario cobalto resistenti alle alte temperature sono disponibili da diversi anni ma non sono così resistenti come i magneti al neodimio. Oltre ad essere leggermente più deboli, utilizzando magneti in samario cobalto, il motore dovrebbe avere dimensioni maggiori per soddisfare i requisiti di coppia.

Modifica dell'avvolgimento

Gli avvolgimenti per alte temperature non sono una novità per maxon. La serie di motori DCX configurabili di maxon che utilizza avvolgimenti standard funziona a una temperatura massima consigliata di 125 °C. Se la temperatura aumenta oltre questo livello, l'isolamento all'interno dell'avvolgimento diventa morbido e instabile con il pericolo che collassi sul magnete. Così gli ingegneri di maxon hanno creato un avvolgimento personalizzato e hanno prodotto alcuni campioni. Una volta ottenuta l'approvazione è stato completato il circuito elettromagnetico.

Modifica della copertura

Un motore non è solo magnete e avvolgimento, quindi una volta messo a punto un design fattibile, gli ingegneri hanno esaminato il resto del motore al fine di garantire che tutti gli altri elementi fossero in grado di resistere alle temperature. La copertura standard delle spazzole in polimero richiedeva un nuovo design con l'uso di un materiale adatto alle alte temperature.

maxon ha prodotto i primi campioni che sono stati quindi sottoposti ai test di convalida. Nelle strutture dei laboratori di prova di maxon si sono svolti test ambientali accurati, i motori sono stati riscaldati fino a 180 °C nella camera di prova e poi messi in funzione. È stata inoltre testata la stabilità del motore a 180 °C e 200 °C. Quando gli ingegneri maxon sono stati certi che la soluzione avrebbe funzionato nell'applicazione, hanno fornito i campioni al cliente affinché eseguisse i propri test. I test sono stati superati senza problemi e i motori sono stati approvati per la produzione in serie.

Questi motori DCX22S HT sono ora disponibili per un mercato più ampio.

Il DCX22S HT funziona con le gamme di riduttori GPX22 e GPX26 che comprendono il modello GPX22UP ad alta efficienza. Possono avere una lubrificazione per temperature esterne per soddisfare le capacità a temperatura ambiente dei motori. Il sales engineer maxon del luogo vi aiuterà a trovare la combinazione di motore e riduttore per la vostra applicazione.

Per maggiori informazioni, contattare Andrew Gibson, maxon Sales Engineer per Subsea andrew.gibson@maxongroup.com