Uno de los componentes que están diseñando los ingenieros para los vehículos eléctricos (EVs) es el motor eléctrico. Este componente es uno de los impulsores principales detrás de los EVs. Según datos de IDTEchEx, se van a adquirir más de 100 millones de motores eléctricos para el 2032. El mercado de EVs está evolucionando constantemente con requerimientos de nuevos diseños y de rendimientos más altos que cumplan con las demandas de los consumidores. Estos requerimientos ocasionan que aumente la cantidad de piezas que se rechazan y desechan, generando un aumento en los costos y atrasos en la producción.
En un motor eléctrico, el cableado de cobre aislado está enrollado en una base para crear o recibir energía electromagnética, transfiriendo esa energía hacia otra bobina por medio de inducción. Una vez que el motor eléctrico se enrolla, debe ser aislado con un barniz (Imagen 1). Este paso es crítico para asegurar la integridad de la pieza. La Impregnación al Vacío y Presión (VPI) y el Baño de Barniz son los dos métodos más comunes para aislar motores eléctricos.
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Imagen 1: El cableado de cobre debe ser aislado para asegurar el rendimiento del motor.
Proceso de Impregnación al Vacío y Presión
Durante el proceso de VPI, la pieza se sumerge dentro del tanque de presión y se aplica vacío. Mientras ocurre eso, se inyecta un barniz dentro de la cavidad hasta que la unidad está completamente sumergida (Imagen 2). Se aplica presión, y el interior y exterior de la pieza se impregna completamente con el barniz. Después, la pieza se extrae y es curada en un horno.
El aire es un elemento crítico que ocasionará problemas de calidad y de rendimiento. Por lo tanto, el proceso del vacío es crucial para eliminar el aire. Esto asegura la penetración efectiva del barniz.
Imagen 2: La pieza se sumerge dentro del tanque de presión y después se aplica vacío.
La eliminación del aire es crítica para asegurar que el barniz penetre completamente.
El proceso de Baño de Barniz sumerge la pieza dentro del tanque de barniz. Después, la pieza se cura en un horno. El proceso de Baño de Barniz no cuenta con la aplicación de vacío. Esto significa que el aire no es completamente eliminado, y que la pieza no queda completamente impregnada por dentro y por fuera.
Beneficios de la Impregnación al Vacío y Presión
Si bien ambos procesos se han utilizado por más de 60 años, el proceso de VPI tiene tres ventajas significativas sobre el Baño de Barniz (Imagen 3).
Aumenta la entrega de potencia
Gracias a la aplicación de vacío, el barniz del proceso VPI tiene una penetración completa. Una pieza completamente aislada promueve una mejor transferencia de calor, manteniendo la electricidad dentro del cableado. Esto genera un mejor rendimiento en el motor.
Resistencia a la contaminación
La contaminación se penetra en los pequeños orificios del aislamiento no sellado y produce un patrón de conducción entre vueltas de cable o contra la tierra. Tal como se mencionó anteriormente, el proceso VPI aísla completamente la pieza gracias al proceso del vacío. Por lo tanto, el proceso VPI elimina cualquier riesgo de contaminación. El aire que no se elimina de la pieza crea orificios microscópicos que aumentan el riesgo de contaminarse.
Reduce vibración en la bobina
La falla más común en los motores es la abrasión. La vibración causa desgaste y fricción, haciendo que la pieza deje de soportar el voltaje. El tener una pieza completamente aislada por medio del proceso VPI, sirve como un adhesivo entre las hebras del motor mientras éste gira. Esto reduce el riesgo de vibración en las bobinas.
Imagen 3: El proceso VPI asegurará la salida de potencia de las piezas,
mejorará la resistencia a la contaminación y reducirá vibración en las bobinas.
Fuente de la imagen: Car and Driver
En Resumen
Los motores eléctricos en EVs ofrecen tecnología y rendimiento de punta. Mientras los motores eléctricos continúen en auge, también la necesidad del proceso VPI. La Impregnación al Vacío y Presión es la manera más eficiente y efectiva de aislar motores. El proceso VPI asegura el rendimiento de las piezas y elimina modos de falla.
