"El vendedor me dijo ..." ¡LOL! Si lo suyo fuera la física, probablemente no sería vendedor. En cualquier caso, su trabajo consiste en vender, tanto si el aparato funciona como si no.
Lo primero que hay que decidir es la potencia que debe tener el motor. Más adelante podrás preocuparte por el par y la velocidad. Se pueden compensar entre sí, pero no se puede engañar a la física que exige una potencia determinada para ciertas tareas.
Hay dos criterios que el usuario final debe tener en cuenta para decidir la potencia. Se trata de la velocidad a la que quieres acelerar y la velocidad mínima a la que quieres subir una cuesta decente. Utilizaré el criterio de la colina como ejemplo.
Digamos que quieres poder ir a 20 MPH en una pendiente del 20%. Una pendiente del 20% significa que subes 1 parte por cada 5 hacia delante. Como el único trabajo físico que se hace es subir, el problema se reduce a levantar 350 kg en línea recta a 4 MPH. 4 MPH son 1,8 m/s, y aquí en la tierra 350 kg pesan 3,43 kN. La potencia gastada es por tanto:
(1,8 m/s)(3,43 kN) = 6,13 kW
Por supuesto, habrá que superar cierta fricción, por lo que en este ejemplo se necesitarían unos 10 kW. Como 500 W ni siquiera se acercan, o bien tienes que especificar un rendimiento mucho menor o bien conseguir un motor mucho más grande (y la fuente de energía para alimentarlo).
Démosle la vuelta y veamos lo que pueden hacer 500 W.
(500 W)/(3,43 kN) = 146 mm/s
Esa es la velocidad a la que 500 W pueden levantar toda la unidad en línea recta. Aplicando esa velocidad a una pendiente del 20%, por ejemplo, puede moverse a 5 veces esa velocidad, o 730 mm/s, o 1,63 MPH. En realidad, habrá fricción y otras pérdidas, así que probablemente no supere los 500 mm/s = 1,1 MPH.
Añadido sobre el par
Debe empezar con la potencia, tal como se ha descrito anteriormente. Una vez que hayas decidido cuánta potencia debe suministrar el motor, te enfrentarás al equilibrio par/velocidad. Puedes calcular el par/velocidad que necesitas en las ruedas, pero normalmente será demasiado lento y con un par demasiado alto para que un motor eléctrico razonable lo produzca directamente. Como resultado, habrá algún engranaje entre el eje de la rueda y el eje del motor. Dado que el engranaje está ahí de todos modos, elige un buen motor y luego diseña la relación de transmisión en consecuencia, no al revés.
Para ponerlo en perspectiva, veamos el par y la velocidad necesarios para subir una pendiente del 20% a 20 km/h, como se ha descrito anteriormente. Supongamos que las ruedas tienen 500 mm de diámetro, 250 mm de radio y 1,57 m de circunferencia. 20 MPH son 8,9 m/s, por lo que la rueda debe girar a 5,7 Hz. No es probable que consigas un motor adecuado con la potencia y eficiencia máximas a 5,7 Hz (342 RPM). Probablemente acabes con una relación de transmisión de 5x a 10x, dependiendo del mejor motor que encuentres.
Por ejemplo, digamos que has decidido que necesitas un motor de 10 kW. Puede ser de 60 Hz (3.600 rpm) y 26,5 Nm, de 20 Hz y 80 Nm, o de otras combinaciones que den como resultado 10 kW. Los motores adecuados sólo estarán disponibles en combinaciones limitadas y, en cualquier caso, es probable que el engranaje se diseñe a medida. Elige el motor y deja que dicte la relación de transmisión.
