Processo e controle hoje

26/06/2023 Portescap SA

A Portescap forneceu a um fabricante global de defesa uma solução de motor CC escovado e engrenagem para controlar a precisão dos tubos de torpedo lançados em embarcações de superfície. A Portescap recebeu o contrato com base em seu controle preciso, design de motor compacto e de baixo calor, bem como na capacidade de atender às rigorosas especificações militares. Os engenheiros da Portescap trabalharam em estreita colaboração com o fabricante de defesa para otimizar a solução de movimento personalizada.

O controle preciso do fuso dentro de um sistema de lançamento de torpedo é vital para gerenciar a profundidade em que um torpedo irá operar. Quando é lançado do tubo, o sistema interno do torpedo controla os aviões de mergulho em sua cauda para garantir uma modulação precisa da profundidade. No entanto, a precisão do ângulo de lançamento inicial é vital para garantir a precisão final da profundidade de um torpedo, especialmente quando o alcance do alvo pode se estender por vários quilômetros. O fuso gira o tubo do torpedo e o alinha com a direção de disparo, e um motor é vital para controlar o ângulo do fuso para o lançamento, garantindo que o torpedo possa atingir seu alvo.

Reunião MIL-SPEC

O líder da defesa precisava de uma solução de movimento que pudesse alcançar um controle posicional altamente preciso, ao mesmo tempo que proporcionasse alta durabilidade. No ambiente marinho, a solução precisava fornecer proteção contra a entrada de água e óleo e atender às especificações do Padrão Militar (MIL-STD), também conhecido como MIL-SPEC. A defesa

O fabricante abordou a Portescap com base em seu histórico em projetos semelhantes, bem como em sua capacidade de gerenciar com eficácia o alto nível de personalização necessário.

A Portescap forneceu um motor CC escovado para esta aplicação por vários motivos. Como os fusos dos tubos de torpedo não estariam em operação constante, exigindo, em vez disso, aceleração alta e pouco frequente e controle preciso, um motor CC escovado garantiria a durabilidade necessária durante meses no mar. Como o motor DC com escova tem um design mais simples em comparação com um motor DC sem escova, não necessitando de controle eletrônico externo para obter a comutação, eles seriam mais fáceis de manter, o que seria crucial durante as operações. A Portescap especificou seu motor de escova 35NT com redutor R32 como plataforma para personalização.

Ímã de neodímio e design sem núcleo

Para garantir o controle preciso e suave do tubo do torpedo, bem como alcançar a aceleração necessária, a Portescap especificou um motor CC escovado equipado com um ímã de neodímio, gerando um campo magnético mais forte para aumentar o torque necessário para altas acelerações. Isso também foi combinado com uma abordagem sem núcleo, removendo o núcleo de ferro tradicional do projeto original do motor CC escovado.

Um motor sem núcleo também contribuiria para otimizar a precisão. Os motores sem núcleo fornecem movimento suave, removendo o efeito do torque dentada, a força magnética irregular criada quando um rotor com núcleo de ferro gira. Em vez disso, a dependência do projeto sem núcleo em um rotor de bobina de fio com ímãs permanentes posicionados ao seu redor garantiria uma força magnética uniforme. Isto proporcionaria uma aceleração mais suave para alta precisão, aprimorada pela menor inércia fornecida pelo design sem núcleo.

A seleção de um ímã de neodímio aumentaria a densidade de potência, otimizando o torque e ao mesmo tempo alcançando dimensões compactas e menor massa, essenciais para as especificações do tubo de torpedo. O design sem núcleo ajuda a atingir esse requisito, onde, apesar da adição de ímãs permanentes, a ausência do núcleo de ferro reduziria a massa total.

Minimizar o calor dentro do ambiente com espaço limitado também foi fundamental. Os ímãs de neodímio ajudariam a manter uma baixa produção de calor, reduzindo as perdas de energia devido ao calor e ao atrito. Sua maior intensidade de campo magnético requer menos corrente para produzir a mesma quantidade de torque, resultando em menores perdas de calor. Além disso, o design sem núcleo minimiza a histerese, a resistência criada através da magnetização e desmagnetização durante a operação, e reduz as perdas por correntes parasitas que ocorrem devido à indução da corrente contra a resistência inerente do estator. Um núcleo de ferro é a principal fonte dessas perdas de energia, portanto o projeto sem núcleo minimizaria a geração de calor.