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Proveedores y fabricantes de motores eléctricos para uso militar
Allient
Soluciones avanzadas de movimiento, control y potencia para vehículos no tripulados que operan en entornos de misión exigentes.
Gold Partner
Kollmorgen
Soluciones innovadoras de motores y movimiento de precisión para aplicaciones militares y aeroespaciales de misión crítica
Gold Partner
UAV Propulsion Tech
Tecnologías de UAV de vanguardia para empresas de defensa, fabricantes de drones e integradores de sistemas
Silver Partner
Guía técnica sobre motores eléctricos para aplicaciones militares y de defensa
Introducción a los motores eléctricos MIL-SPEC para el sector de la defensa
Los motores eléctricos son fundamentales para los sistemas de defensa y aeroespaciales, ya que convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico para la propulsión, el accionamiento, el posicionamiento, el bombeo, la refrigeración y las funciones auxiliares. Un motor eléctrico militar puede verse sometido a condiciones de temperatura, vibración, golpes, campos electromagnéticos, presión y humedad, lo que hace que la fiabilidad, la densidad de potencia, la gestión térmica, el sellado y la compatibilidad electromagnética sean aspectos críticos.
A la hora de seleccionar un motor, deben tenerse en cuenta el par máximo y continuo, la velocidad, la tensión, la corriente, el ciclo de trabajo, la eficiencia, los límites térmicos, el método de control, el diseño, la refrigeración, la exposición ambiental y la homologación. Las aplicaciones abarcan desde soluciones de motores ligeros de alta velocidad para sistemas aéreos hasta motores eléctricos estancos para operaciones marítimas y submarinas.
Tipos de motores eléctricos utilizados en el sector de la defensa
Motores de corriente continua sin escobillas
Los motores de corriente continua sin escobillas utilizan un controlador electrónico de velocidad (ESC) u otro sistema de accionamiento para conmutar electrónicamente las fases del motor en lugar de emplear escobillas mecánicas, lo que reduce el desgaste y permite un control eficiente. Son adecuados para equipos aeroespaciales, robótica, bombas, ventiladores, cardanes y sistemas de propulsión. Los motores sin escobillas resistentes al agua pueden diseñarse para plataformas marítimas en las que el sellado y la resistencia a la corrosión son fundamentales.
Motores de corriente continua con escobillas
Motores de alto par para UAV de Allient
Los motores de corriente continua con escobillas utilizan escobillas y un conmutador mecánico para conmutar la corriente a través de los devanados del rotor. Sus controles sencillos los hacen adecuados para actuadores, bombas, mecanismos auxiliares y equipos antiguos, aunque deben tenerse en cuenta el desgaste de las escobillas, la formación de arcos eléctricos, el mantenimiento y el ruido electromagnético.
Motores síncronos de imanes permanentes
Los motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) utilizan imanes permanentes en el rotor y un campo de estator controlado electrónicamente. Su eficiencia y su elevada densidad de par los hacen idóneos para sistemas compactos de propulsión y control de movimiento, incluidos los vehículos militares electrificados y los equipos aeroespaciales. Es necesario prestar atención a los límites de temperatura de los imanes y al riesgo de desmagnetización.
Motores de inducción de CA
Los motores de inducción de CA generan corriente en el rotor mediante inducción electromagnética, en lugar de recurrir a imanes permanentes o a conexiones directas del rotor. Su construcción robusta resulta adecuada para la propulsión, bombas, ventiladores, compresores y maquinaria. Los variadores de frecuencia (VFD) permiten controlar la velocidad y el par.
Motores de reluctancia conmutada
Los motores de reluctancia conmutada (SRM) producen par a medida que el rotor se desplaza hacia una menor reluctancia magnética bajo excitación secuencial del estator. Su rotor sencillo, sin bobinados ni imanes permanentes, permite el funcionamiento a alta velocidad y a altas temperaturas, aunque la fluctuación del par, el ruido acústico y la complejidad del accionamiento requieren una diseño específico.
Motores paso a paso
Los motores paso a paso se desplazan en incrementos angulares discretos. Pueden proporcionar un posicionamiento repetible sin retroalimentación de bucle cerrado cuando las cargas son predecibles, lo que los hace adecuados para instrumentación, posicionamiento de antenas, válvulas y sistemas ópticos. Deben tenerse en cuenta el margen de par, la velocidad, la resonancia y el riesgo de pérdida de pasos.
Servomotores
Los servomotores funcionan dentro de sistemas de control de movimiento de bucle cerrado que utilizan retroalimentación de posición, velocidad o par, en lugar de constituir un tipo de motor electromagnético diferenciado. Los servomotores militares se utilizan en controles de vuelo, cargas útiles estabilizadas, sistemas de radar, estaciones de armas y equipos de apuntado de precisión.
Actuadores y accionamientos
Los motores eléctricos suelen combinarse con cajas de cambios, sensores, controladores, frenos y transmisiones para formar accionamientos electromecánicos. Los actuadores rotativos proporcionan movimiento angular, mientras que los actuadores lineales suelen utilizar husillos o mecanismos similares para puertas, escotillas, mecanismos de despliegue y sistemas de posicionamiento. Los actuadores electromecánicos también pueden accionar superficies de control, válvulas y mecanismos de control del vector de empuje.
Motores de accionamiento directo y sin carcasa
Los motores de accionamiento directo se acoplan directamente a la carga, lo que reduce el juego y la complejidad mecánica. Los motores sin carcasa se suministran como componentes de rotor y estator para su integración en una estructura de acogida, lo que permite un diseño compacto para cardanes, robótica, sistemas estabilizados y actuadores.
Aplicaciones de los motores eléctricos en el ámbito militar y de defensa
Los motores eléctricos proporcionan propulsión, accionamiento, posicionamiento, bombeo, refrigeración y control de movimiento en sistemas militares aéreos, terrestres, marítimos, de armamento, de sensores y de apoyo. La arquitectura del motor, la electrónica de potencia, el diseño térmico, la protección medioambiental y la integración deben ajustarse a la misión.
Aeronaves militares y UAV
Motores eléctricos de la serie KBM para drones de Kollmorgen
Las aeronaves utilizan motores eléctricos en los controles de vuelo, el tren de aterrizaje, las bombas, la ventilación y el posicionamiento de sensores. La propulsión de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) puede emplear un motor eléctrico de alta velocidad optimizado para un peso reducido y una mayor eficiencia, mientras que los motores sin escobillas con cardán estabilizan las cargas útiles electroópticas y de vigilancia. La altitud, la refrigeración, las vibraciones y la calidad de la alimentación eléctrica pueden influir en el diseño.
Vehículos terrestres militares y robótica
Las plataformas terrestres utilizan motores eléctricos para la tracción, la dirección, los sistemas de transmisión híbridos-eléctricos, la suspensión, los manipuladores, las torretas y la robótica. Los motores para vehículos terrestres no tripulados (UGV) deben tener en cuenta las cargas del terreno, los golpes, las vibraciones, las condiciones de bloqueo, el ciclo de trabajo, los límites térmicos y la potencia eléctrica disponible.
Sistemas navales y submarinos
Los motores navales realizan funciones de propulsión, dirección, bombeo, ventilación, cabrestante y manipulación. Los motores eléctricos submarinos requieren control de la corrosión, sellado o compensación de presión, rodamientos adecuados, entradas de cables protegidas y una construcción compatible con la presión. Los motores para AUV, los motores para ROV, los motores de propulsión para ROV y los motores de propulsión submarinos pueden impulsar vehículos submarinos autónomos (AUV) y vehículos operados a distancia (ROV).
Misiles y sistemas de armamento
Un motor eléctrico para misiles puede accionar aletas, buscadores o mecanismos de guía dentro de estrictos límites de tamaño, peso, tiempo de respuesta y fiabilidad. Los motores también dan soporte a lanzadores, sistemas de manejo de munición, giro de torretas, elevación de cañones, cargadores automáticos y estaciones de armas remotas (RWS), en las que los motores de las RWS deben mantener un posicionamiento preciso bajo condiciones de golpes, vibraciones y movimiento de la plataforma.
Sistemas de radar, EO/IR y sensores
Las antenas de radar, las cargas útiles electroópticas/infrarrojas (EO/IR), los designadores láser, las antenas de comunicación y los sensores de vigilancia dependen de un posicionamiento preciso. Los motores servo y los motores sin escobillas para cardanes proporcionan un control preciso, mientras que la retroalimentación compensa el movimiento, la vibración, las cargas variables y las velocidades de apuntado.
Accionamiento y control de movimiento
Los actuadores electromecánicos controlan superficies, válvulas, escotillas, puertas, cerraduras y mecanismos de despliegue. Se pueden seleccionar configuraciones de servomotores, motores de par, motores sin escobillas y motores con engranajes en función de la fuerza, la carrera, la precisión, el tiempo de respuesta, los requisitos de mantenimiento de posición, el ciclo de trabajo y el espacio disponible.
Bombas, refrigeración y sistemas auxiliares
Los motores de bombas militares accionan equipos de combustible, lubricación, refrigeración, hidráulicos y otros sistemas de manejo de fluidos. Los motores también impulsan ventiladores y sopladores de refrigeración y control ambiental, donde la eficiencia, la vida útil de los rodamientos y el comportamiento térmico afectan a la limitada potencia disponible a bordo.
Equipos de logística y apoyo en tierra
Los motores militares para cabrestantes, accionamientos de grúas, sistemas de carga, rampas motorizadas, maquinaria de manipulación de carga y equipos de mantenimiento dan soporte a la logística. Estas aplicaciones pueden dar prioridad a un par de arranque elevado, el control a baja velocidad, la tolerancia a la sobrecarga, el frenado, la protección frente a las condiciones ambientales y una construcción robusta.
Requisitos de homologación medioambientales y militares
Los requisitos de los motores para defensa dependen de la plataforma, la misión y las especificaciones del contrato. Por lo tanto, el término «motor MIL-SPEC» debe referirse a los requisitos definidos del programa, más que a una clasificación universal de motores.
Entre los requisitos pertinentes pueden figurar:
- Ensayos ambientales según la norma MIL-STD-810: Los ensayos ambientales aplicables a los motores eléctricos pueden abarcar la temperatura, la vibración, los golpes, la humedad, la arena, el polvo, la niebla salina, la altitud y otras tensiones ambientales.
- Compatibilidad electromagnética según la norma MIL-STD-461: es posible que los motores, los controladores y el cableado deban cumplir los límites de emisiones conducidas y radiadas, así como los de susceptibilidad.
- Características de la alimentación eléctrica de aeronaves según la norma MIL-STD-704: Es posible que los accionamientos de motores a bordo deban funcionar correctamente en las condiciones de alimentación específicas de la aeronave.
- Características de la alimentación eléctrica de vehículos militares según la norma MIL-STD-1275: Es posible que los equipos de los vehículos deban soportar variaciones de tensión, transitorios y otras condiciones de alimentación propias de los vehículos terrestres.
- Requisitos específicos de la plataforma: La protección contra la entrada de partículas, la exposición a la sal, la presión, los ciclos térmicos, la resistencia, los límites acústicos, las cargas de choque, la facilidad de mantenimiento y las interfaces mecánicas añaden exigencias de homologación.
La homologación debe evaluarse a nivel de sistema, incluyendo el motor, el controlador, el cableado, los dispositivos de retroalimentación, la refrigeración, la estructura de montaje y la carga. La tolerancia a fallos, la redundancia, el comportamiento seguro ante fallos y la facilidad de mantenimiento también pueden ser importantes en funciones críticas.
Novedades en la tecnología de motores eléctricos militares
El desarrollo de motores eléctricos se centra cada vez más en una mayor densidad de potencia, un menor peso, una mayor eficiencia, un mejor rendimiento térmico y la integración con la electrónica de potencia y el control digital.
- Arquitecturas de motores de alta densidad de potencia: la mejora del diseño electromagnético, la refrigeración, los materiales y el encapsulado puede aumentar el par y la potencia en volúmenes limitados.
- Materiales avanzados para imanes permanentes: la optimización de los imanes y del circuito magnético puede facilitar diseños compactos, si bien la resistencia a la temperatura, la desmagnetización, el coste y los factores relacionados con la cadena de suministro siguen siendo importantes.
- Motores refrigerados por aceite y por líquido: la refrigeración líquida, ya sea directa o indirecta, puede mejorar la disipación del calor a potencias continuas elevadas en sistemas de propulsión o accionamiento con un diseño muy compacto.
- Electrificación de las plataformas de defensa: la propulsión híbrida-eléctrica, los sistemas auxiliares eléctricos, la robótica y las aeronaves y vehículos terrestres cada vez más eléctricos están ampliando la demanda de motores integrados, variadores, almacenamiento de energía y electrónica de potencia.
Estos avances refuerzan la necesidad de considerar el motor eléctrico como parte de un sistema completo de propulsión o control de movimiento, en el que se tengan en cuenta de forma conjunta los requisitos eléctricos, mecánicos, térmicos, de control, de fiabilidad y medioambientales.
