TEMA2. Introducción
A nuestro taller del I.E.S.de Castuera llegó un motor brushless procedente de un coche eléctrico, con síntomas de avería. Únicamente hemos necesitado conocer que una de las fases no tenía continuidad con las otras dos, y que su aislamiento era deficiente y dependía de la posición de giro del rotor. Además, los sensores hall tenían diferentes medidas de resistencia entre sus terminales y alguno de ellos no presentaba continuidad. Esto hizo pensar que el motor tenía dañado el bobinado.
Las características del motor son:
Marca: QS MOTOR. Origen chino.
Modelo: 8KW tipo 273
Ranuras 63
Polos 56
Tensión de alimentación a la controladora: 72Vcc
Análisis Externo:
Al analizar el aspecto exterior, después de las medidas de continuidad observadas, vemos que es un motor en rueda, acoplado directamente a la rueda trasera y que sustituye al tambor de freno. Por ello, tiene un tamaño mayor que el freno completo de tambor, y está acoplado al vehículo a través de un eje hueco con rosca en la punta del eje y chaveta . El cable de alimentación del motor atraviesa el interior del eje hueco. El freno de la rueda es un disco acoplado al eje del motor.
Hay dos síntomas más, que nos hacen sospechar de una avería:
-Los tornillos de las ruedas han perdido su posición y pueden entrar en el motor entorpeciendo el giro. Posiblemente este giro haga tropezar a los tornillos con el bobinado. En ese caso cortaría las cabezas de las bobinas ocasionando la destrucción del bobinado.
-El cable de alimentación es trifásico, y siendo flexible ofrece rigidez y tiene pegadas las fases. Esto se comprobó después viendo que había sufrido un calentamiento excesivo que ocasionó el que su aislamiento se derritiera pegando después un cable de fase a los otros.
-El giro del motor no era libre, y tenía puntos de rozamiento muy preocupantes.
Por todo ello se decidió abrir el motor para evaluar el alcance de los daños.
TEMA2. APERTURA DEL MOTOR
Se marcó con un granete la posición original de la tapa del motor y se retiraron los tornillos allen. Se preparó una caja para guardar todos los elementos retirados. Se despegó la tapa con cuidado y ayuda de destornillador y martillo, botador y cortafríos a modo de cuña. Posteriormente hubo de limar las abolladuras para ir avanzando sin dejar atrás inconvenientes posteriores.
Al retirar la tapa nos encontramos este desastre:
TEMA 3. Esquema del bobinado
Hay que bobinar el motor y retirar completamente el bobinado. Algo que nos llama la atención es la disposición de un gran puente de hilos que discurre por completo por la circunferencia del bobinado. Se trata del trazado de los puentes del paralelo de las secciones polares. Todas las secciones polares de cada fase están conectadas en paralelo, y no en serie como muestra un esquema procedente de una calculadora de bobinados consultada en:
https://www.bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/
En esta página podemos entrar con los datos del motor y obtener un esquema del bobinado. Nosotros hemos encontrado:
TEMA 4. Problema con la estrella o neutro.
Nótese que los grupos están conectados en serie en este esquema, cuando la foto anterior muestra claramente que están conectados en paralelo formando un enorme punto de estrella donde se reúnen los extremos de todos los grupos. En la siguiente foto aparece este detalle.
Centro de la conexión estrella que reúne a todos los grupos de bobinas de todas las fases. También aquí se observa el daño evidente. Observemos la gran cantidad de hilos que están unidos por soldadura, y que habrá que pelar para poder soldar después. En otra foto del mismo detalle se ve la deficiente previsión de aislamiento entre fases, al estar aisladas únicamente por el esmalte del hilo. Nosotros le daremos un nivel de aislamiento entre fases mayor.
TEMA5. Problema con los tornillos de la tapa
En este caso podemos observar que la ausencia de aislamiento entre fases facilita tiempo de ejecución de bobinado y proporciona mayor espacio disponible en el interior del motor, que después será necesario tras comprobar el escaso margen que quedará entre bobinado y carcasa. El fabricante no valoró estos aspectos. Es posible que el origen de la avería estuviese en el roce de la conexión del centro de la estrella con las cabezas interiores de los tornillos de las ruedas que están alojados en la tapa. Esto se ve en la presente foto.
Creemos que los tornillos de las ruedas están mal fijados a presión a la tapa. El número de 5 tornillos en una circunferencia de diámetro que no es estándar para las llantas en Europa, hizo que el propietario adaptase los agujeros de sus llantas para que coincidieran con los tornillos. Al apretar las tuercas, se movieron los tornillos y ahora han perdido su fijación a la tapa. El resultado es que un escaso apriete de un tornillo hace rozar su cabeza con el bobinado, con este resultado.
TEMA6. Separación del rotor de imanes permanentes
Ahora debemos liberar el rotor que contiene los imanes, del estator que contiene el bobinado. Recordemos que los imanes de neodimio del rotor no van a despegarse fácilmente del estator, por ello disponemos de un gato hidráulico telescópico de pequeño tamaño y unas garras para liberar las dos partes unidas por un fuerte campo magnético.
No sobra decir que esta operación requiere precaución por el riesgo de atrapamiento. La fuerte atracción magnética puede atraparnos una mano si al sujetar la máquina se desajusta, lo que hace que ambas partes vuelvan a unirse violentamente. Los guantes de protección aquí son necesarios.