Processo e controllo oggi

26/06/2023 Portescap SA

Portescap ha fornito a un produttore globale della difesa una soluzione con motore DC e ingranaggi con spazzole per controllare la precisione dei tubi lanciasiluri lanciati da navi di superficie. Portescap si è aggiudicato l'appalto per il controllo preciso, il design compatto e il motore a bassa temperatura, nonché per la capacità di soddisfare rigorose specifiche militari. Gli ingegneri di Portescap hanno lavorato a stretto contatto con il produttore della difesa per ottimizzare la soluzione di movimento personalizzata.

Il controllo accurato del mandrino all'interno di un sistema di lancio di siluri è vitale per gestire la profondità alla quale opererà un siluro. Una volta lanciato dal tubo, il sistema interno del siluro controlla gli aerei di picchiata sulla coda per garantire una modulazione precisa della profondità. Tuttavia, la precisione dell'angolo di lancio iniziale è vitale per garantire la massima precisione di profondità di un siluro, soprattutto quando la portata del bersaglio può estendersi per diverse miglia. Il perno ruota il tubo lanciasiluri e lo allinea con la direzione di fuoco, e un motore è vitale per controllare l'angolo del perno per il lancio, assicurando che il siluro possa colpire il suo bersaglio.

Incontro MIL-SPEC

Il leader della difesa aveva bisogno di una soluzione di movimento in grado di garantire un controllo della posizione estremamente accurato, garantendo allo stesso tempo un'elevata durata. Nell'ambiente marino, la soluzione doveva fornire protezione contro l'ingresso di acqua e olio e soddisfare le specifiche dello standard militare (MIL-STD), note anche come MIL-SPEC. La difesa

Il produttore si è rivolto a Portescap sulla base della sua esperienza in progetti simili, nonché della sua capacità di gestire in modo efficace l'elevato livello di personalizzazione richiesto.

Portescap ha fornito un motore CC con spazzole per questa applicazione per una serie di motivi. Poiché i mandrini dei tubi lanciasiluri non sarebbero in funzionamento costante, ma richiederebbero invece un'accelerazione elevata e poco frequente e un controllo accurato, un motore CC con spazzole garantirebbe la durata richiesta per mesi in mare. Poiché il motore CC con spazzole ha un design più semplice rispetto a un motore CC senza spazzole, non richiedendo un controllo elettronico esterno per ottenere la commutazione, sarebbe più semplice la manutenzione, il che sarebbe fondamentale durante le operazioni. Portescap ha specificato il suo motore a spazzole 35NT con un riduttore R32 come piattaforma per la personalizzazione.

Magnete al neodimio e design senza nucleo

Per garantire un controllo accurato e fluido del tubo lanciasiluri, oltre a ottenere l'accelerazione richiesta, Portescap ha specificato un motore CC con spazzole dotato di un magnete al neodimio, che genera un campo magnetico più forte per aumentare la coppia richiesta per un'elevata accelerazione. Questo è stato anche combinato con un approccio coreless, rimuovendo il tradizionale nucleo di ferro dal design originale del motore DC con spazzole.

Un motore senza nucleo contribuirebbe anche a ottimizzare la precisione. I motori senza nucleo forniscono un movimento fluido eliminando l'effetto della coppia di cogging, la forza magnetica irregolare creata quando un rotore con nucleo di ferro gira. Invece, la dipendenza del design senza nucleo da un rotore a bobina di filo con magneti permanenti posizionati attorno ad esso garantirebbe una forza magnetica uniforme. Ciò fornirebbe un'accelerazione più fluida per un'elevata precisione, migliorata dalla minore inerzia fornita dal design senza nucleo.

La scelta di un magnete al neodimio aumenterebbe la densità di potenza, ottimizzando la coppia e ottenendo allo stesso tempo dimensioni compatte e massa inferiore, fondamentali per le specifiche del tubo lanciasiluri. Il design senza nucleo aiuta a soddisfare questo requisito poiché, nonostante l'aggiunta di magneti permanenti, l'assenza del nucleo di ferro ridurrebbe la massa complessiva.

Anche ridurre al minimo il calore all’interno dell’ambiente limitato dallo spazio era fondamentale. I magneti al neodimio aiuterebbero a mantenere una bassa produzione di calore riducendo le perdite di energia dovute al calore e all'attrito. La loro maggiore intensità del campo magnetico richiede meno corrente per produrre la stessa quantità di coppia, con di conseguenza minori perdite di calore. Inoltre, il design senza nucleo riduce al minimo l'isteresi, la resistenza creata attraverso la magnetizzazione e la smagnetizzazione durante il funzionamento, e riduce le perdite per correnti parassite che si verificano a causa dell'induzione della corrente contro la resistenza intrinseca dello statore. Un nucleo di ferro è la fonte principale di queste perdite di energia, quindi il design senza nucleo minimizzerebbe la generazione di calore.