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Actuadores y máquinas electromagnéticas

Actuadores y máquinas electromagnéticas

IK4-TEKNIKER tiene experiencia en el ámbito de actuadores electromagnéticos en sus diferentes etapas, desde su concepción y diseño, pasando por su fabricación y hasta los ensayos. Este conocimiento teórico de las diferentes áreas que intervienen (electromagnetismo, mecánica y control) y la experiencia práctica en aplicaciones reales, es trasladable a nuevas aplicaciones y retos que se puedan plantear.

Los cojinetes magnéticos fueron inicialmente desarrollados para aplicaciones de fresado y posteriormente se comenzó a aplicar la tecnología en el almacenamiento cinético (volantes de inercia), para aplicaciones de almacenamiento de energía de corto espacio de tiempo (en torno a los 20 s). Los desarrollos más recientes se aplican en choppers para instalaciones de fuentes de neutrones por espalación.

Otros ejemplos de actuadores electromagnéticos sobre los que se ha trabajado son:

  • Mesa de posicionamiento XY accionada por actuadores magnéticos lineales.
  • Diseño electromagnético de un generador lineal de imanes permanentes para energía undimotriz.
  • Dimensionamiento de un sistema de reducción de esfuerzos en guías de ascensores.

La especialización actual se orienta al diseño de motores eléctricos rotativos para automoción, otras aplicaciones de tracción (Torque-motor) y sector industrial (Máquina-herramienta, máquina multi-fase).

Las áreas de desarrollo técnico principalmente son:

  • Modelado: Modelo mecánico de un sistema con cojinetes magnéticos, modelos electromecánicos de máquinas eléctricas (asíncrono, de imanes, de reluctancia conmutada, máquinas multifásicas).
  • Cálculo: Electromagnético, mecánico, térmico. Analítico y elementos finitos.
  • Diseño: Electromagnético y mecánico. Optimización de geometría en base a criterios electromagnéticos y térmicos.
  • Dinámica de rotores: Cálculo de frecuencias naturales, régimen permanente, y generación de modelo en base a espacio estados para simulación en el tiempo.
  • Control: Implementación de control en tiempo real con frecuencias de muestreo de hasta 20kHz, algoritmos SISO, MIMO, control vectorial de máquinas eléctricas rotativas, modulación (FPGA), algoritmos de amortiguación, etc.
  • Proceso de montaje: Cálculo y diseño de uniones de rotores con interferencia. Experiencia en el diseño y realización de uniones desmontables mediante sistemas hidráulicos para unir elementos que no pueden ser calentados: por ejemplo rotores de motores de imanes y volantes de material compuesto.
  • Vacío: Las aplicaciones de almacenamiento de energía cinética requieren altos niveles de vacío para minimizar las pérdidas energéticas en el rotor del volante de inercia. IK4-TEKNIKER cuenta con el conocimiento necesario para desarrollar este tipo de sistemas: diseño mecánico, conocimiento del comportamiento de los sistemas de aislamiento en función del nivel de vacío,… Se han desarrollado conectores de vacío de elevadas corrientes (400 A). Actualmente IK4-TEKNIKER se encuentra en la fase de desarrollo de una bomba drag que permitirá aumentar los niveles de vacío en el interior de los volantes de inercia aprovechando que existe un rotor girando en el interior del volante.

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