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Optimización del SWaP en aplicaciones de A&D
La importancia de SWaP (espacio, peso y potencia) en las aplicaciones aeroespaciales y de defensa
Aunque el sector aeroespacial y de defensa evoluciona constantemente, hay algo que no cambia: la necesidad de más potencia, mayor eficiencia y mayor robustez en espacios cada vez más reducidos. Aquí es donde SWaP entra en juego. SWaP, o Espacio, Peso y Potencia, describe tres factores críticos que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar e implantar soluciones de movimiento en miniatura en aplicaciones de A&D. Veamos por qué el SWaP es clave en el sector de A&D y exploremos cómo afecta a varios aspectos de la industria.
El impacto del SWaP en el rendimiento del sistema
La SWaP se centra en un conjunto de factores críticos que se tienen en cuenta durante el diseño, el desarrollo y la implementación de sistemas aeroespaciales. He aquí un desglose de cada componente de la SWaP:
Espacio. El espacio se refiere a la huella física o las dimensiones que ocupa el motor. En las aplicaciones A&D, los ingenieros se centran en minimizar el tamaño de los componentes para garantizar una integración eficaz del sistema en plataformas con espacio limitado. Esto, a su vez, libera espacio para funcionalidades y cargas útiles adicionales, permite una mayor movilidad y mejora la maniobrabilidad.
Peso. El peso es la masa de un sistema aeroespacial. Como las aplicaciones de A&D suelen funcionar en entornos exigentes, el peso se convierte en un factor crítico para la solución de movimiento. Reducir el peso es esencial para mejorar la movilidad, la eficiencia del combustible y la capacidad de carga útil, mientras que unos componentes más ligeros contribuyen a mejorar la movilidad y facilitar el transporte.
Potencia. La potencia engloba los requisitos energéticos del sistema, centrándose en la optimización de los requisitos energéticos para garantizar un funcionamiento sostenido. Maximizar la eficiencia energética permite prolongar la duración de las misiones y reducir los requisitos logísticos.
El papel de las soluciones de movimiento en SWaP
La principal consideración para una solución de movimiento utilizada en una aplicación de A&D es aumentar su densidad de potencia/mejorar su potencia de salida en relación con su tamaño y peso. Existen varias técnicas y tecnologías diferentes que pueden utilizarse para lograr este objetivo:
Materiales avanzados. El uso de materiales de alto rendimiento con propiedades electromagnéticas superiores puede aumentar significativamente la densidad de potencia. Materiales como los imanes de neodimio de tierras raras de alta calidad y las laminaciones avanzadas son dos componentes clave a tener en cuenta.
Factor de llenado elevado. Aumentar el factor de llenado significa maximizar el espacio ocupado por el bobinado de cobre en la bobina o en las ranuras del estator. Esto permite más vueltas de cobre y da lugar a una mayor producción de par, aumentando la densidad de potencia del motor.
La línea de productos BLDC ranurados de Portescap utiliza un proceso de fabricación semiautomatizado para maximizar el factor de llenado de cobre en nuestro diseño de estator. Esta técnica maximiza la densidad de potencia y reduce el espacio total necesario para cumplir los requisitos de la aplicación.
Configuración del bobinado. La configuración del devanado se refiere a cómo están dispuestos y conectados los devanados del estator del motor. Seleccionando y optimizando cuidadosamente la configuración del bobinado, los diseñadores de motores pueden mejorar la eficiencia, la salida de par y el rendimiento general de un motor de CC sin escobillas.
La bobina en forma de U Ultra ECTM de Portescap utiliza espiras de cobre rectas para maximizar la eficacia del campo magnético, con cabezas de bobina perfectamente integradas en el diseño compacto del motor. Gracias a las mínimas pérdidas en julios y en hierro, se dispone de la máxima potencia para lograr las características de rendimiento específicas de la aplicación en el tamaño de bastidor requerido. Unas pérdidas mínimas también significan una mayor eficiencia y un funcionamiento más frío.
Este exclusivo diseño de bobina permite a los motores bipolares proporcionar un 30% más de par en comparación con el motor del mismo tamaño que utiliza un diseño de bobina convencional con pérdidas de hierro sustancialmente inferiores.
Geometría de diseño óptima. La optimización del diseño mecánico del motor, como las dimensiones del rotor y el estator y la disposición de los polos, puede mejorar las trayectorias del flujo magnético y reducir las pérdidas magnéticas, lo que contribuye a aumentar la densidad de potencia y la eficiencia.
La optimización del SWaP es un aspecto fundamental de las aplicaciones aeroespaciales y de defensa, con implicaciones de gran alcance para las capacidades de las misiones y la eficiencia. Al centrarse en estas consideraciones, los ingenieros aeroespaciales pueden hacer frente a los retos de los entornos con recursos limitados, impulsar los avances tecnológicos y obtener una ventaja competitiva, ofreciendo en última instancia soluciones preparadas para el futuro. Póngase en contacto con Portescap aquí: estaremos encantados de colaborar en su aplicación A&D.
