Sistemas de pruebas eléctricas y funcionales para motores eléctricos y componentes

El motor eléctrico está experimentando tendencia de crecimiento global sin precedentes. Esta rápida difusión a gran escala en el sector de la automoción crea elevadas expectativas sobre la fiabilidad de los componentes tanto por parte de los fabricantes como de los usuarios finales, que tiene implicaciones en los requisitos de control de calidad y de proceso  a lo largo de la cadena de producción.

El aumento de la atención a una elevada fiabilidad de los motores eléctricos está impulsando y provocando un cambio en la producción hacia unos estándares de calidad más elevados.

Afrontar una nueva era con nuevas tecnologías

Durante casi setenta años, la misión de Marposs ha sido trabajar codo con codo con los clientes para garantizar el control de calidad en los procesos de producción. Gracias a la amplia gama de tecnologías y productos disponibles y a una presencia mundial, Marposs es el socio ideal para fabricantes de primer y segundo nivel, así como de máquinas herramienta que trabajan en la industria de la automoción.

Ahora, en momentos de grandes cambios, como la transición a la movilidad eléctrica - Marposs desea seguir siendo una referencia importante en el mercado de la automoción para afrontar los nuevos desafíos de la era de la movilidad eléctrica.

Marposs e.d.c: Mediciones de descarga parcial

Gracias a la adquisición de e.d.c en julio de 2020, Marposs puede ofrecer a sus clientes una amplia gama de soluciones de pruebas personalizadas para los motores eléctricos y sus componentes, tanto en la producción como en entornos de laboratorio.

Los puntos fuertes de e.d.c. residen en la elevada especialización en Mediciones de descarga parcial: más de 20 años de experiencia y más de 8000 sistemas instalados en todo el mundo, que han permitido a e.d.c. desarrollar una tecnología que, a diferencia de las pruebas estándar como Hi-Pot y Sobretensión, identifica el 100% de los defectos, incluso los latentes.

Las Mediciones de descarga parcial permiten detectar todos los defectos latentes que podrían generar fallos en los motores eléctricos, después de tiempos de funcionamiento breves. Esto es incluso más importante para motores eléctricos alimentados por inverter, como los vehículos eléctricos, que, debido a la inevitable exceso de tensión provoca más esfuerzos en los bobinados del motor.

Las pruebas eléctricas estándar no son suficientes para identificar todos los tipos de fallos. Muchos defectos simplemente ocasionan descargas parciales que solo pueden identificarse usando el método de prueba de descargas parciales. Esto no sustituye las pruebas estándar, sino que tienen que realizarse además de estas.

Por ejemplo, un fallo típico que se produce es cuando un cable toca la pila del estator. Si el esmalte del cable se ha rayado en el punto de contacto con la pila, incluso la prueba estándar CA Hi-Pot puede identificar el fallo. Pero, como sucede a menudo, si el cable está bien aislado, la tensión aplicada durante la prueba CA Hi-Pot, a pesar de ser bastante alta, podría no ser suficiente para romper el material de aislamiento restante y este fallo podría no identificarse. Con la medición de descargas parciales realizadas al mismo tiempo que la prueba de resistencia dieléctrica CA se identifican y filtran siempre el 100% de estos defectos.

La consecuencia de las descargas parciales permanentes es un debilitamiento gradual pero continuo de las partes funcionales del sistema de aislamiento, que lleva a una rotura completa y a un fallo del motor eléctrico. Es por ello que no debería producirse una descarga parcial en el motor eléctrico durante el funcionamiento y por esta razón  el método de prueba de descarga parcial e.d.c tiene tanto valor para los fabricantes de automoción, incluso para los proveedores de nivel 1.

Soluciones Marposs para la prueba de motores

La prueba de motores se ha diseñado para comprobar la integridad de un motor eléctrico a través del uso de equipos que identifican tendencias potenciales en este elemento.

El principal objetivo para la prueba del motor es revelar problemas latentes y evitar fallos innecesarios evaluando los parámetros estáticos como aislamiento, daños en el cable y pérdida de corriente eléctrica, así como parámetros dinámicos, como EMF trasero (fuerza electromotriz), NVH (ruido, vibración y aspereza), diagramas de velocidad y par, cortocircuito trifásico, torque «sin corriente», rizado de par.

Con los productos e.d.c., Marposs ofrece una completa gama de soluciones dedicadas a la prueba funcional y a la prueba de final de línea de cualquier tipo de motor eléctrico, para aplicaciones en línea y fuera de línea o para la caracterización y el análisis en laboratorio.

Marposs pone a disposición soluciones personalizadas en línea y fuera de línea para todas las pruebas eléctricas y detección de problemas de aislamiento en todas las etapas de desarrollo y producción de un motor eléctrico y sus componentes, como:

• Tester de estator para líneas de producción (bobinado u horquilla) que incluyen mediciones de descargas parciales,
• Tester de rotor para todo tipo de rotores (con imanes permanentes, de jaula de ardilla, bobinado),
• Tester de motor EoL automático (con pruebas con carga o sin carga) para la producción, dinamómetro para pruebas de carga de motor y ciclos de simulación de vida para laboratorio,
• Analizadores de calidad avanzados de bobinados y aislamiento para laboratorio

Control de calidad de estatores

El control de calidad de los estatores significa comprobar varias características eléctricas a lo largo de toda la cadena de producción. En especial, las pruebas de aislamiento con mediciones de descarga parcial realizadas en diferentes etapas del proceso representan una operación clave para evaluar la calidad y la fiabilidad del componente.

Control funcional de los rotores

El control funcional de los rotores depende del tipo de motor eléctrico adoptado y por lo tanto de la configuración del rotor: para los rotores de caja de ardilla el control de calidad se lleva a cabo bien manualmente o con estaciones de pruebas automáticas (para la integración en línea), cuyo objetivo es identificar los defectos en las barras coladas de la jaula, como interrupciones en el material, porosidades, defectos en la conexión al anillo final, errores geométricos y de forma.

En caso de rotores de imán permanente se usan bancos manuales o estaciones automáticas para llevar a cabo pruebas de MEF trasero con análisis FFT.

Prueba funcional de final de línea

La prueba funcional de final de línea (EoL) representa la operación clave para el control de calidad de los motores eléctricos totalmente montados y es responsable de la funcionalidad general del producto al final del proceso de fabricación.

Los métodos para realizar la comprobación funcional pueden variar dependiendo del uso esperado para la estación de pruebas, para actividades de análisis en el laboratorio durante el desarrollo de producto y fase de configuración de proceso o para el control de calidad completo al final de la línea de conjunto.

En la producción, el control de calidad completo del motor eléctrico incluye las pruebas de aislamiento, para comprobar que las operaciones de montaje no han puesto en peligro el perfecto estado del aislamiento y una serie de pruebas funcionales para evaluar los parámetros dinámicos, como vibración (prueba NVH), BEMF dinámico o pasivo con análisis FFT, pérdidas por fricción y de hierro, posición cero de resolver y más.