Estudio de materiales necesarios para fabricar motores eléctricos de ventiladores para trabajos a altas temperaturas

La empresa Zitrón quiere dar un paso adelante en el diseño de sus conocidos ventiladores. Para ello, está investigando una solución que implica una serie de modificaciones estructurales. Los objetivos principales con esta modificación son reducir costes y aumentar el rendimiento del conjunto (aerodinámico y eléctrico). El cambio fundamental en el diseño consiste en cambiar la posición de los dos elementos principales del motor: el rotor (parte móvil) y el estator (parte fija). De esta manera, en el nuevo diseño el estator pasaría de encontrarse en el exterior a situarse en el interior, y por el contrario, el rotor pasaría de estar colocado en el interior a ser el elemento exterior. Generalmente, los ventiladores tienen que ser capaces de funcionar al menos durante dos horas con 400ºC en el ambiente. Uno de los problemas que surgen en la nueva concepción de ventilador es que el rotor, el cual está inyectado con aluminio, estará más expuesto al ambiente en caso de incendio y es posible que el aluminio sufra deformaciones por temperatura que den lugar a fallo en el motor. Por lo tanto se ha estudiado la posibilidad de emplear las aleaciones de aluminio utilizadas actualmente en la fabricación de los álabes de Zitrón para la inyección de material en la jaula de ardilla de un motor de rotor externo. Los tres puntos principales de análisis han sido la conductividad eléctrica del material, la resistencia a temperaturas elevadas y el moldeo por inyección. Según la norma española UNE-EN 1706 las aleaciones L 2551 y L 2653 T6 no pueden ser moldeadas por inyección, aunque sería conveniente consultar con fabricantes para corroborar estos datos. La presencia de silicio en las aleaciones (entre 10,5 -13,5 % para la aleación L 2551 y entre 6,5-7,5 % para la aleación L 2653 T6) hace que éstas adquieran unas propiedades térmicas mejoradas teniendo la posibilidad de aguantar ambientes externos de temperaturas en torno a los 400ºC. El efecto de la variación de la conductividad eléctrica en el material del rotor del motor es la propiedad que se ha podido estudiar en detalle gracias a las herramientas RMxprt y Maxwell, dando como resultado una reducción de la eficiencia del motor en ambas aleaciones. En conclusión sería conveniente buscar otras aleaciones que cumplan con los requisitos y dado el caso conseguir un posible fabricante que nos la pueda proporcionar.