Revolucionario sistema de control de actitud de satélites de DZH Dynamics mediante motores brushless de maxon que va a cambiar el sector espacial.

maxon, a través de su programa YEP (Young Engineers Program), apoya a jóvenes ingenieros en sus proyectos, poniendo a su disposición motores brushless y DC, encoders, electrónicas de control y sobretodo, el soporte técnico de sus ingenieros.

maxon colabora con DZH Dynamics; un grupo de investigación que está desarrollando un sistema de control de actitud satelital revolucionario y mucho más eficiente mediante el uso del efecto Dzhanibekov (DZH) a través del cambio de la inercia de CubeSats.

DZH Dynamics lo compone un grupo de investigación multicultural compuesto por estudiantes de doctorado y máster, así como, jóvenes investigadores que trabajan con pasión en el desarrollo de uno de los primeros satélites con control de inercia a través del cambio de la distribución de masas. El equipo de DZH Dynamics ha estado trabajando desde 2019 en el desarrollo de la tecnología para probarla finalmente en condiciones de microgravedad y ha sido seleccionado por la Agencia Espacial Europea para participar en el programa Fly Your Thesis!. En este programa tendrán la oportunidad de probar la tecnología en condiciones de microgravedad en el vuelo parabólico previsto para octubre del 2021 permitiéndoles así incrementar el nivel de madurez de la tecnología.

El efecto Dzhanibekov (DZH)

O también conocido como el teorema de la raqueta de tenis, es un cambio de actitud de 180 grados, rápido, periódico y personalizable, que se obtiene cuando el sistema está girando alrededor de su eje intermedio de inercia. En el sector espacial, este efecto puede ser usado como un sistema de disipación de calor pasivo o en combinación con sistemas de control de orientación de vehículos espaciales usados actualmente (como las ruedas de reacción).

Los satélites que disponen un control total de su distribución de masas están destinados a ser la tecnología puntera en aplicaciones espaciales. De todos los beneficios que esta tecnología permite, el efecto DZH es uno de los más destacados, aunque dispondrá de más ventajas que el equipo está desarrollando gracias a la colaboración de maxon.

Lanzamiento de CubeSats

Paralelamente, el equipo está trabajando en el desarrollo y lanzamiento de CubeSats, que incorporando esta tecnología, con un lanzamiento previsto para finales de 2022 y principios de 2023. En definitiva, DZH Dynamics tiene como objetivo desarrollar tecnologías disruptivas y de vanguardia en el sector aeroespacial, y motivar a jóvenes estudiantes y emprendedores a seguir los pasos del equipo.

Programa maxon para jóvenes ingenieros

maxon, a través del programa YEP (Young Engineers Program), colabora con DZH Dynamics en la fabricación del prototipo facilitando al equipo algunos de los componentes más importantes, como los motores brushless, los controladores y, sobre todo, ofreciéndoles un soporte técnico total. Los motores brushless EC 45 y los controladores ESCON 50/5 son los seleccionados para el desarrollo y permitirán a DZH Dynamics fabricar ruedas de reacción para poder combinarlas con el efecto DZH.

Si quieres saber más acerca del equipo, ¡visita sus perfiles en redes sociales!

• www.dzhdynamics.com
• Instagram: @dzhdynamics
• linkedin.com/company/dzhdynamics/

Accionamientos de maxon en el transporte del futuro

Por Andrew Gibson, Aerospace Sales Engineer en maxon UK

Una función importante de los ingenieros de ventas de maxon es adelantarse a las necesidades del mercado. Necesitamos conocer con antelación qué aplicaciones necesitará el mundo en 5 o 10 años para que los accionamientos de maxon estén preparados.

Para mí, como ingeniero de ventas del sector aeroespacial, veo tiempos emocionantes muy cerca. En primer lugar, el mercado de drones comerciales se está acelerando y el sistema de propulsión de drones maxon desarrollado recientemente ya se encuentra en pruebas en vuelo. El mercado de movilidad aérea urbana (UAM) se acerca rápidamente. Aunque Urban Air Mobility es una rama relativamente nueva de la industria aeroespacial, mis colegas del sector aeroespacial de maxon y yo observamos el desarrollo del mercado con gran interés y prevemos un futuro prometedor.

¿Qué se entiende por movilidad aérea urbana – Urban Air Mobility?

El creciente número de vehículos en ciudades de todo el mundo es un gran problema. El único espacio libre está en el aire, y sí, estamos hablando de autos voladores como en películas de ciencia ficción como Blade Runner y The Fifth Element.

En el reciente Salón Aeronáutico online de Farnborough se celebró la segunda Cumbre Global del Aire Urbano. Este evento fue una oportunidad para que los fabricantes internacionales presentaran sus vehículos, debatieran sobre las pruebas actuales y futuras y demostraran el potencial valor de este mercado. Empresas como Uber, Boeing y Embraer sugieren que este es un mercado con un potencial futuro muy significativo.

¿Cómo será la movilidad aérea urbana – Urban Air Mobility?

Este modo de transporte utilizará despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL) y estará diseñado para transportar de 2 a 5 pasajeros según el fabricante. Los diseños varían, algunos parecen versiones grandes de los drones con los que estamos familiarizados, usando 4 o 6 hélices. Otros tienen alas con hélices en su parte superior para la elevación vertical a baja velocidad y otras hélices para movimiento horizontal. Algunos tienen rotores de inclinación, que utilizan las mismas hélices para la elevación vertical y el movimiento horizontal. Cada diseño está optimizado para un segmento de mercado.

¿Para qué se utilizarán este tipo de transporte?

Inicialmente, veo tres usos principales:

1. Como taxi urbano, para trayectos cortos por la ciudad.
2. Como transporte del aeropuerto a la ciudad, para viajes más largos entre el centro de la ciudad y el aeropuerto.
3. Para trayectos de ciudad a ciudad, para viajes que son demasiado cortos para un vuelo comercial pero que serán más rápidos que por carretera o tren.

¿Cómo participan los accionamientos maxon en la movilidad aérea urbana?

La división aeroespacial de maxon se especializa en el desarrollo de motores eléctricos y accionamientos de corriente continua de alta precisión que soportan temperaturas de -55 ° C a +85 ° C, así como vibraciones extremas durante el despegue y el aterrizaje. Nos dedicamos a aviones de pasajeros, helicópteros, naves espaciales y aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados. Nuestros ingenieros han transferido los conocimientos adquiridos en los numerosos proyectos especiales, como los accionamientos para las misiones a Marte, a otros proyectos aeroespaciales y han desarrollado aún más esta experiencia para la producción en serie. Nuestra tecnología punta y las extensas pruebas de laboratorio lo hacen posible. maxon tiene la certificación EN 9100.

La experiencia de maxon en el sector aeroespacial ofrece una ventaja significativa para el desarrollo de los vehículos del futuro. Como los vehículos de movilidad aérea urbana son eléctricos, habrá muchos requisitos para una actuación eléctrica eficiente. La densidad de potencia de la gama de motores DC y brushless de maxon significa que el tamaño del motor se puede reducir, reduciendo así el peso y proporcionando una mayor economía al vehículo en general. La amplia gama de productos estándar de maxon nos permite proporcionar rápidamente muestras para los prototipos. El siguiente paso es ajustar y modificar los productos para que cumplan plenamente los requisitos de la aplicación.

Los motores DC y brushless de maxon se utilizan en actuadores para la aviación. Los vehículos aéreos tradicionales con alas requieren actuadores pequeños, ligeros y potentes para la activación del control de crucero y los alerones. Los vehículos de menor tamaño requieren actuadores más pequeños aún y de menos peso para subir y bajar el tren de aterrizaje o para mejorar la aerodinámica en los aviones de mayor alcance. Otro lugar donde los motores DC y brushless de maxon ya han demostrado su gran eficacia es en la retroalimentación háptica en los mandos y palancas de control. Las aplicaciones que no se encuentran en los aviones tradicionales incluyen actuadores para las turbinas que giran entre vuelo vertical y horizontal. De manera similar, para los rotores de inclinación, se requerirán actuadores para moverlos.

También hay aplicaciones críticas no relacionadas con el vuelo directamente pero que necesitan motores DC y brushless muy ligeros. Los vehículos del futuro podrían tener puertas automáticas. También hay asientos eléctricos, no solo con movimientos hacia adelante y hacia atrás, y hacia arriba y hacia abajo, sino también rotacional, lo que permitiría que la cabina sea un espacio más social, apto para reuniones. Muchas aplicaciones estarán en la lista de deseos de los fabricantes, para darle a su vehículo exclusividad. Todas estas son áreas en las que maxon ya tiene mucha experiencia.

Finalmente, ¿cuándo podemos esperar ver estos vehículos voladores? Bueno, ya se están llevando a cabo algunos ensayos en China y Estados Unidos. París planea tener un sistema en funcionamiento para los Juegos Olímpicos de 2024.

Este concepto que parece ciencia ficción está cerca de convertirse en realidad.

Los motores DC y brushless se enfrentan a condiciones extremadamente adversas en las misiones espaciales.

Los motores DC o brushless utilizados en misiones a Marte de maxon se basan en un productos de catálogo y se modifican para cada misión. Esto se debe a que los motores de corriente continua, los reductores planetarios y los encoders se enfrentan a condiciones extremadamente duras durante el despegue, el largo viaje por el espacio y la misión en el planeta rojo.

El espacio exterior es implacable. Esta es la razón por la que los accionamientos de precisión que se embarcan en un viaje a otros planetas deben cumplir con estándares de calidad extremadamente altos.

 

 

Vibración y choque

El primer desafío es sobrevivir al lanzamiento del cohete. Esto significa que el motor eléctrico debe ser resistente a golpes y vibraciones. La vibración no es tan fuerte como la gente podría pensar: un poco más que en un avión de pasajeros, pero no mucho más, y solo por unos minutos. Los choques, por otro lado, son algo con lo que debemos lidiar de forma regular cuando trabajamos con productos estándar. Estos ocurren principalmente durante la puesta en marcha, que es cuando la primera etapa se separa del resto del cohete. Las fuerzas resultantes destruirían los motores normales porque el rotor se separaría del estator. Es por eso que necesitamos reforzar nuestros accionamientos, por ejemplo, encapsulando el rotor y utilizando soldaduras especiales, anillos de retención especiales y materiales optimizados.

 

 

Vacío y radiación

El viaje a Marte dura unos seis meses. Durante este tiempo, los actuadores deben sobrevivir al vacío y la radiación. La radiación más dañina no proviene del Sol, sino de partículas de alta energía del exterior del sistema solar, que pueden dañar los componentes electrónicos. Es por eso que necesitamos una electrónica especialmente reforzada en los sensores Hall de los motores brushless. Para asegurarnos, los instalaremos en pares para dar redundancia. En el vacío, la durabilidad de los componentes es importante. No se puede utilizar un pegamento que sufra cambios en sus propiedades químicas y pierda su adhesividad después de unos días en el vacío.

 

 

Reducción de peso

Los cohetes pueden transportar solo una masa limitada a otros planetas. Para ser lo más ligeros posible, también recurrimos a formas inusuales y utilizamos carcasas más delgadas, o materiales como titanio en lugar de acero. También usamos a menudo actuadores lo más pequeños posibles, porque sabemos que el tiempo de funcionamiento requerido suele ser más corto que para las aplicaciones industriales.

 

 

 

Atmósfera de Marte

Después de llegar, el motor DC o brushless debe funcionar sin problemas durante toda la misión: debido a la fina atmósfera, los lubricantes deben ser resistentes a la desgasificación y deben conservar sus propiedades. Especialmente para motores DC, también es necesario utilizar las escobillas adecuadas. No se forma pátina en Marte, por eso desarrollamos escobillas especiales impregnados con un lubricante (grafito plateado con 15% de MoS2). Esa es una de las modificaciones más importantes, porque los motores DC normales fallan después de unas pocas horas en el vacío.

 

 

Pruebas de calidad

Si bien los motores DC y bruhsless que se utilizan en la Tierra son probados, existen límites para esas pruebas debido a su elevado coste. Esto es diferente con una misión a Marte, donde cualquier tipo de riesgo es inaceptable. Aquí vale la pena probar cada componente. También probamos cada ensamblaje y las pruebas están documentadas de manera exhaustiva. Así es como le demostramos a nuestro cliente que el actuador es exactamente como lo prometimos. Los modelos utilizados en la misión deben ser idénticos a los actuadores que fueron calificados, porque estas fueron expuestas a las mismas tensiones en las pruebas que en la vida real. Se colocaron en un agitador, se expusieron a ciclos de temperatura y se sometieron a pruebas de durabilidad. Si las unidades pasan todas estas pruebas, podemos estar seguros de que el diseño es bueno. El único paso que queda es construir todos las demás actuadores exactamente de la misma manera, de ahí toda la documentación. El proceso requiere mucho esfuerzo, pero merece la pena: la historia de las misiones espaciales muestra que cualquier cosa que se pase por alto causará problemas, y el espacio exterior es implacable.

 

Obtenga más información sobre la contribución de maxon a la misión actual de perseverancia de la NASA: mars.maxonworld.com

Autor: Robin Phillips, Aerospace Specialist

 

Webinar sobre agricultura 4.0 y tecnología motriz, motores DC y brushless con protección IP65

Agricultura 4.0 es un término utilizado para describir los grandes cambios a los que enfrenta la industria agrícola, alimentaria y hortícola. Las prácticas convencionales permanecen prácticamente sin cambios desde la década de 1960 y, como resultado, los rendimientos agrícolas arables en todo el mundo se han estancado. Los desafíos a los que se enfrenta esta industria son el aumento de la población mundial, la urbanización, el cambio climático, la escasez de mano de obra y la escasez recursos naturales ​​han llevado a una nueva ola de tecnologías innovadoras que buscan solucionar estos problemas. Al introducir tecnologías avanzadas, las empresas agrícolas pueden ser más rentables, más eficientes, más seguras y seguir siendo respetuosas con el medio ambiente.

Martin Leahy, ingeniero de ventas de maxon en Irlanda, discutirá cómo se utiliza la tecnología motriz, motores DC y brushless, en la cuarta revolución agrícola, incluidos los motores de corriente continua con protección IP65, y compartirá casos de éxito de clientes. maxon está involucrada en la agricultura de interior y vertical, labranza, sectores lácteos y producción de alimentos.

Puntos clave a tratar:

– ¿Cuáles son los motores y los obstáculos para la Agricultura 4.0?

– ¿Cómo se utilizan los vehículos guiados autónomos (AGV) y los vehículos aéreos no tripulados (UAV) en la agricultura?

– ¿Cómo diseñar un dispositivo alimentado por batería?

– ¿Qué es la protección IP y cuál es su uso en la agricultura?

– ¿Cómo se gestionan los proyectos de maxon, desde la concepción hasta la producción?

Cuando:

Miércoles 24 de febrero de 2021, a partir de las 11:00 a.m. CET

Ponente:

Martin Leahy es el ingeniero de ventas de maxon Irlanda.

Después de graduarse como ingeniero mecánico en el Instituto de Tecnología de Carlow, Martin trabajó como ingeniero de diseño durante 2 años en Pearson International, proporcionando dibujos detallados para la fabricación de sistemas y productos lácteos a medida. Luego completó un Master en Ingeniería Mecánica, estudiando la economía para la producción de combustibles de energías renovables.

Después de brindar soporte técnico en la industria energética, Martin se unió a maxon en 2019. Martin ofrece el mejor asesoramiento comercial en motores DC y brushless y todos los productos del grupo maxon.