Projeto de motor elétrico personalizado: guia abrangente de engenharia

Os OEMs nos ajudam a conhecer o desempenho do cliente. Sabemos como desenvolver o motor ideal para sua solicitação real. Este é um guia completo para motor elétrico personalizado feito.

1. Principais recursos de personalização para OEMs

Matriz de Customização Técnica

Parâmetro	Motor padrão	Opções de personalização	Impacto na Indústria
Tamanho do quadro	Padrão IEC/NEMA	Projetos compactos/planos	15-40% de economia de espaço
Enrolamentos	Cobre genérico	Enrolamentos de fio/folha Litz	Ganho de eficiência de 3-8%
Ímãs	Padrão de ferrite	NdFeB/SmCo de alta qualidade	Aumento de torque de 20-30%
Rolamentos	Sulco profundo padrão	Cerâmica híbrida/lubrificada	Vida útil 2-3x
Codificadores	Incremental opcional	Absoluto/multivoltas	±0,01° posicionamento
Resfriamento	Padrão TEFC	Resfriamento líquido/hidrogênio	Aumento de 50% na densidade de potência

Opções avançadas:

• Unidades motorizadas integradas

• Projetos de eixo oco

• Geometrias personalizadas de flange/suporte

• Certificações à prova de explosão

2. Processo de Projeto Eletromagnético

Etapas principais de otimização

Projeto de Circuito Magnético:

• Seleção de combinação pólo/ranhura (9S6P para baixa engrenagem)

• Otimização do entreferro (0,5-1,5mm típico)

• Análise de densidade de fluxo (saturação de 1,2-1,8 Tesla)

Configuração de enrolamento:

• Enrolamentos distribuídos vs. concentrados

• Fio Litz para aplicações de alta frequência

• Bobinadeiras automáticas para precisão

Técnicas de minimização de perdas:

• Redução de correntes parasitas (laminações de 0,2 mm)

• Mitigação de perda de cobre CA (condutores trançados)

• Segmentação magnética (4-6 peças por pólo)

3. Considerações de Engenharia Mecânica

Componentes Estruturais

Materiais de moldura:

• Alumínio (aplicações leves)

• Ferro fundido (ambientes de alta vibração)

• Aço inoxidável (ambientes corrosivos)

Sistemas de rolamentos:

• Rolamentos rígidos de esferas (uso geral)

• Contato angular (aplicações de carga axial)

• Rolamentos magnéticos (sem manutenção)

Gestão Térmica:

• Otimização das aletas de resfriamento (verificado por CFD)

• Canais de refrigeração líquida (para >50kW)

• Materiais de mudança de fase (aplicativos de alta densidade)

4. Técnicas Avançadas de Fabricação

Métodos de produção de ponta

Tecnologia	Vantagem	Aplicação
Enrolamentos aditivos	Preenchimento de slot 15% maior	Motores aeroespaciais
Moldagem híbrida	Resfriamento integrado	Tração VE
Ablação a laser	Entreferros de precisão	Dispositivos médicos
VPI automatizado	Isolamento sem vazios	Aplicativos de alta tensão

Padrões de tolerância:

• Concentricidade do rotor:

• Excentricidade do eixo:

• Tolerância de enrolamento: ±1 volta

5. Integração do Sistema de Controle

Arquiteturas de controle modernas

Opções de sensores:

Efeito Hall (baixo custo)

Codificadores (absolutos de 17 bits)

Algoritmos sem sensor (FOC de última geração)

Compatibilidade de unidades:

Frequência PWM (8-16kHz típico)

Ajuste de controle orientado a campo

Interfaces CANopen/EtherCAT

Recursos de proteção:

Detecção de dessaturação

Monitoramento RTD do estator

Proteção contra falha à terra

6. Protocolo de validação e teste

Matriz de testes abrangente

(1). Teste de desempenho:

Curvas de torque-velocidade (0-200% de carga)

Mapeamento de eficiência (conforme IEC 60034-2-1)

Análise de forma de onda Back-EMF

(2). Testes Ambientais:

Ciclagem térmica (5 ciclos min)

Vibração (pico de 20g, 3 eixos)

Névoa salina (500 horas de acordo com ASTM B117)

(3). Teste de vida:

Envelhecimento acelerado (mais de 10.000 horas)

Ciclo start-stop (mais de 50.000 ciclos)

Análise de lubrificação de rolamentos

7. Estratégias de otimização de custos

Design para Manufaturabilidade

Construção modular (ferramentas compartilhadas)

Padrões de enrolamento padronizados

Impressão 3D multimaterial

Análise de engenharia de valor

Drivers de custo:

Ímãs (25-40% da BOM)

Enrolamentos de cobre (15-25%)

Usinagem de precisão (10-20%)

Controle de qualidade (5-15%)

8. Roteiro de Certificação

Requisitos de Conformidade Global

Segurança: UL 1004, IEC 60034

Eficiência: aulas IE, regulamentos DOE

EMC: série EN 61000-6

Áreas Perigosas: ATEX, IECEx

Laboratórios de testes:

Intertek (ETL)

TÜV SÜD

Grupo CSA

Soluções UL

9. Regras de design específicas do setor

Diretrizes Específicas da Aplicação

A. Veículos Elétricos:

Compatibilidade do sistema 800V+

Integração de resfriamento de óleo

96%+ eficiência do sistema

B. Automação Industrial:

Capacidade de sobrecarga (200% por 1 min)

Integração de freio

Capacidade de limpeza CIP

C. Dispositivos Médicos:

Resistência à radiação gama

Materiais aprovados pela FDA

10. Tendências Futuras em Motores Personalizados

Tecnologias emergentes

(1). Fabricação Aditiva

Enrolamentos impressos em 3D (preenchimento de slot 15% maior)

Rotores de material gradiente

(2). Projetos otimizados para IA

Topologias EM generativas

Modelos térmicos de autoaprendizagem

(3). Eletrônica de Potência Integrada

Comutação baseada em GaN

Drivers de portão incorporados

(4). Soluções Sustentáveis

Projetos livres de terras raras

Materiais de economia circular

Tempo de ciclo de projeto:

Padrão modificado: 8-12 semanas

Design de folha limpa: 16-26 semanas

Ultraprecisão: mais de 30 semanas

Esta abordagem abrangente garante motores personalizados atendem aos requisitos exatos da aplicação enquanto otimizam desempenho, custo e capacidade de fabricação. Você gostaria de cálculos detalhados para um tamanho ou aplicação específica de motor?