Conception de moteurs électriques personnalisés : guide d'ingénierie complet

Les OEM nous aident à connaître l'équipement du client à effectuer. Nous savons comment développer le moteur potentiel pour leur demande réelle. Ceci est un guide complet pour moteur électrique sur mesure fait.

1. Capacités de personnalisation de base pour les OEM

Matrice de personnalisation technique

Paramètre	Moteur standard	Options de personnalisation	Impact sur l'industrie
Taille du cadre	Norme CEI/NEMA	Modèles compacts/plats	15 à 40 % d'économie d'espace
Enroulements	Cuivre générique	Enroulements de fil/feuille de Litz	Gain d'efficacité de 3 à 8 %
Aimants	Étalon de ferrite	NdFeB/SmCo de haute qualité	Augmentation de couple de 20 à 30 %
Roulements	Rainure profonde standard	Céramique hybride/lubrifiée	Durée de vie 2 à 3 fois supérieure
Encodeurs	Incrémentiel en option	Absolu/multitours	Positionnement ±0,01°
Refroidissement	Norme TEFC	Refroidissement liquide/hydrogène	Augmentation de la densité de puissance de 50 %

Options avancées :

• Unités d'entraînement motorisées intégrées

• Conceptions à arbre creux

• Géométries de bride/support personnalisées

• Certifications antidéflagrantes

2. Processus de conception électromagnétique

Étapes d'optimisation de base

Conception de circuits magnétiques:

• Sélection de combinaison pôle/emplacement (9S6P pour faible encoche)

• Optimisation de l'entrefer (0,5-1,5 mm typique)

• Analyse de la densité de flux (saturation de 1,2 à 1,8 Tesla)

Configuration du bobinage:

• Enroulements distribués ou concentrés

• Fil de Litz pour les applications haute fréquence

• Bobineuses automatiques pour la précision

Techniques de minimisation des pertes:

• Réduction des courants de Foucault (lamines de 0,2 mm)

• Atténuation des pertes de cuivre CA (conducteurs toronnés)

• Segmentation magnétique (4 à 6 pièces par pôle)

3. Considérations sur le génie mécanique

Composants structurels

Matériaux du cadre:

• Aluminium (applications légères)

• Fonte (environnements à fortes vibrations)

• Acier inoxydable (environnements corrosifs)

Systèmes de roulements:

• Roulements rigides à billes (usage général)

• Contact angulaire (applications de charges axiales)

• Roulements magnétiques (sans entretien)

Gestion thermique:

• Optimisation des ailettes de refroidissement (vérifiées CFD)

• Canaux de refroidissement liquide (pour >50 kW)

• Matériaux à changement de phase (applications haute densité)

4. Techniques de fabrication avancées

Méthodes de production de pointe

Technologie	Avantage	Demande
Enroulements additifs	Remplissage des emplacements 15 % plus élevé	Moteurs aérospatiaux
Moulage hybride	Refroidissement intégré	Traction pour véhicules électriques
Ablation laser	Entrefers de précision	Dispositifs médicaux
VPI automatisé	Isolation sans vide	Applications haute tension

Normes de tolérance :

• Concentricité du rotor :

• Faux-rond de l'arbre :

• Tolérance d'enroulement : ±1 tour

5. Intégration du système de contrôle

Architectures de contrôle modernes

Options du capteur:

Effet Hall (faible coût)

Encodeurs (17 bits absolus)

Algorithmes sans capteur (FOC haut de gamme)

Compatibilité des lecteurs:

Fréquence PWM (8-16 kHz typique)

Réglage du contrôle orienté champ

Interfaces CANopen/EtherCAT

Caractéristiques de protection :

Détection de désaturation

Surveillance RTD du stator

Protection contre les défauts à la terre

6. Protocole de validation et de test

Matrice de test complète

(1). Tests de performances :

Courbes couple-vitesse (charge 0-200%)

Cartographie d'efficacité (selon CEI 60034-2-1)

Analyse de forme d'onde Back-EMF

(2). Tests environnementaux :

Cyclage thermique (5 cycles min)

Vibration (pic 20g, 3 axes)

Brouillard salin (500 heures selon ASTM B117)

(3). Tests de vie :

Vieillissement accéléré (plus de 10 000 heures)

Cyclisme start-stop (plus de 50 000 cycles)

Analyse de la lubrification des roulements

7. Stratégies d'optimisation des coûts

Conception pour la fabricabilité

Construction modulaire (outillage partagé)

Modèles d'enroulement standardisés

Impression 3D multi-matériaux

Analyse d’ingénierie de valeur

Facteurs de coûts :

Aimants (25-40 % de la nomenclature)

Enroulements en cuivre (15-25%)

Usinage de précision (10-20%)

Contrôle qualité (5-15%)

8. Feuille de route des certifications

Exigences de conformité mondiales

Sécurité : UL 1004, CEI 60034

Efficacité : classes IE, réglementations du DOE

CEM : série EN 61000-6

Zones dangereuses : ATEX, IECEx

Laboratoires d'essais :

Intertek (ETL)

TÜV SÜD

Groupe CSA

Solutions UL

9. Règles de conception spécifiques à l'industrie

Directives spécifiques à l'application

A. Véhicules électriques:

Compatibilité système 800 V+

Intégration du refroidissement de l'huile

96 %+ d'efficacité du système

B. Automatisation industrielle:

Capacité de surcharge (200 % pendant 1 min)

Intégration des freins

Nettoyabilité CIP

C. Dispositifs médicaux:

Résistance aux rayonnements gamma

Matériaux approuvés par la FDA

10. Tendances futures des moteurs personnalisés

Technologies émergentes

(1). Fabrication additive

Enroulements imprimés en 3D (remplissage de fente 15 % plus élevé)

Rotors à matériaux dégradés

(2). Conceptions optimisées pour l'IA

Topologies EM génératives

Modèles thermiques à auto-apprentissage

(3). Électronique de puissance intégrée

Commutation basée sur GaN

Pilotes de portail intégrés

(4). Solutions durables

Conceptions sans terres rares

Matériaux d'économie circulaire

Temps de cycle de conception :

Norme modifiée : 8 à 12 semaines

Conception de feuille blanche : 16 à 26 semaines

Ultra-précision : 30+ semaines

Cette approche globale garantit moteurs personnalisés répondre aux exigences exactes des applications tout en optimisant les performances, les coûts et la fabricabilité. Souhaitez-vous des calculs détaillés pour une taille de moteur ou une application spécifique ?