Desglose de costos del rotor del motor de flujo axial: imanes, núcleo de hierro o encapsulación: ¿cuál se lleva la mayor parte?

Los motores de flujo axial están impulsando una revolución energética en vehículos de nueva energía, robots humanoides, aviones eVTOL (despegue y aterrizaje vertical eléctrico) y más, gracias a su tamaño compacto, peso ligero y alta densidad de potencia. Sin embargo, el costo de fabricación relativamente alto sigue siendo un obstáculo para la adopción a gran escala. Entonces, ¿qué constituye exactamente el costo de un ¿ Rotor del motor de flujo axial ? Y entre el grado magnético, el proceso de laminación del núcleo y el material de encapsulación, ¿cuál representa la mayor parte? Este artículo lo desglosa para usted.

1. Grado Magnet: el campeón indiscutible en costos

Entre todos los materiales de un motor de flujo axial,  los imanes (imanes permanentes) son el elemento de mayor coste..

Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) de alto rendimiento integrados en el disco del rotor son el 'corazón' que genera el campo magnético. Debido a que los rotores de los motores de flujo axial suelen ser ultrafinos y pueden funcionar a temperaturas de 180 a 200 °C, los imanes deben exhibir un producto energético extremadamente alto, una alta coercitividad (para resistir la desmagnetización) y la capacidad de procesarse en rodajas finas de micras. Los imanes NdFeB estándar no pueden cumplir estos estrictos requisitos; son esenciales materiales de alta calidad especialmente personalizados.

Los datos de la industria muestran que  los imanes representan entre el 35 y el 40 % del coste total del motor y dominan el coste del material del rotor de forma aún más decisiva. Con el aumento de los precios de las tierras raras en los últimos años, esta proporción tiende a aumentar aún más. Por lo tanto,  el grado del imán es el factor número uno que determina el costo del rotor..

2. Laminación del núcleo: menor participación en los costos, pero no exenta de desafíos técnicos

El núcleo de hierro (incluido el núcleo del estator y parte del hierro posterior del rotor) representa una porción relativamente menor del costo del motor de flujo axial.

A diferencia de los motores de flujo radial tradicionales que utilizan laminaciones de acero al silicio, los motores de flujo axial se enfrentan a un circuito magnético 3D que no puede ser manejado por el acero al silicio convencional. La solución principal actual es  el SMC (compuesto magnético blando)  : polvo de hierro recubierto con una capa aislante y luego compactado para darle forma, que puede formar geometrías complejas tipo disco en un solo paso de prensado.

El núcleo suele representar entre el 10 y el 15 % del coste total del motor.  Aunque la proporción es modesta, la tecnología de proceso para SMC es exigente: el recubrimiento aislante de cada partícula de polvo debe ser extremadamente delgado para lograr una alta densidad, pero no debe dañarse durante la compactación a alta presión, lo que requiere una validación del proceso a largo plazo. Además, la materia prima para el polvo de aleación magnética blanda cuesta aproximadamente el doble que el acero al silicio, lo que aumenta aún más el costo del proceso.

3. Material de encapsulación: la proporción más pequeña, pero un papel fundamental

Los materiales de encapsulación constituyen la porción más pequeña del costo del rotor del motor de flujo axial.

Los compuestos encapsulantes se utilizan principalmente para llenar los espacios entre la carcasa y el núcleo, y entre la carcasa y los devanados de la bobina, y cumplen funciones como conducción térmica, aislamiento eléctrico, fijación y dispersión de tensiones. Debido a que los motores de flujo axial son planos y tienen una superficie limitada para la disipación de calor, la gestión térmica es un desafío importante. El uso de compuestos de encapsulado de alta conductividad térmica (p. ej., con una conductividad térmica de 2-3 W/m·K) es una medida importante para mejorar el enfriamiento.

Sin embargo, en términos de contribución de costos, los materiales de encapsulación están muy por detrás de los imanes y el núcleo, y representan solo una pequeña fracción de la lista de materiales general del rotor.

4. Resumen: Imanes > Núcleo > Encapsulación

En conjunto, la clasificación de costos de un rotor de motor de flujo axial es clara:

El grado magnético es el componente de mayor costo en el rotor de un motor de flujo axial y representa entre el 35 y el 40 % del costo total del motor, superando con creces el núcleo y la encapsulación. Esto también explica por qué la industria considera a los imanes como el 'corazón' y el 'talón de Aquiles' de los motores de flujo axial: determinan no sólo el techo de rendimiento del motor sino también su costo mínimo.

5. SDM: la línea de producción flexible potencia la entrega en volumen

En la industrialización de rotores de motores de flujo axial, la capacidad de fabricación eficiente y flexible es crucial.  SDM (Hangzhou Shengshideng Magnetic Materials Co., Ltd.)  , una empresa de alta tecnología a nivel nacional centrada en imanes y soluciones magnéticas, ha creado una clara ventaja en el campo de los rotores de motores de flujo axial.

En cuanto a la producción,  SDM ha establecido una línea de montaje flexible en su fábrica, que permite cambios rápidos entre diferentes tipos de conjuntos de rotor de motor de flujo axial . Esta capacidad de fabricación flexible permite una respuesta eficiente a las demandas personalizadas de producción de variedades múltiples y en lotes pequeños, lo que mejora enormemente tanto el rendimiento como la agilidad de entrega.

Hasta la fecha,  SDM ya ha logrado una entrega en volumen de múltiples modelos de rotores de motores de flujo axial . A medida que los motores de flujo axial penetran rápidamente en mercados de billones de yuanes, como los vehículos de nueva energía, los robots humanoides y la economía de baja altitud, el diseño de línea flexible de SDM y su historial comprobado de entrega masiva están construyendo un foso sólido para la empresa en un panorama cada vez más competitivo.