Un motor BLDC (motor de CC sin escobillas) es un motor rotatorio con imanes permanentes en el rotor y bobinados en el estator. El motor BLDC reemplaza el conmutador mecánico de un motor de CC con escobillas por un conmutador eléctrico, alimentado por una fuente de alimentación de CC a través de un inversor/fuente de alimentación conmutada integrado, que genera una señal de CA para accionar el motor. Los motores BLDC ofrecen alta eficiencia y buen funcionamiento, y se utilizan ampliamente en diversas industrias de transmisión, destacando su bajo consumo de energía.
Motor de CC (Motor con escobillas)
Se coloca una bobina en un campo magnético y, al circular una corriente, la bobina es repelida por el polo magnético de un lado y atraída por el polo magnético del otro, girando continuamente bajo esta acción. La corriente que fluye en sentido inverso hacia la bobina durante la rotación la mantiene en rotación. El conmutador del motor es alimentado por las escobillas, ubicadas sobre el conmutador y que se mueven continuamente con la rotación. Al cambiar la posición de las escobillas, se puede modificar la dirección de la corriente. El conmutador y las escobillas son estructuras indispensables para la rotación de los motores de CC.
Motor de CC sin escobillas
En los motores BLDC, el término «sin escobillas» significa que no tienen escobillas. La función de las escobillas en los motores de CC es alimentar las bobinas del rotor a través del conmutador, pero los motores BLDC utilizan imanes permanentes para el rotor, que no tiene bobinas.
El motor de CC (motor con escobillas) tiene un campo magnético creado por un imán permanente fijo e inmóvil que gira controlando el campo magnético generado por la bobina (rotor) y modifica el número de rotaciones al variar la tensión. El rotor del motor BLDC es un imán permanente que gira modificando la dirección del campo magnético generado por la bobina circundante y controla la rotación del rotor controlando la dirección y la magnitud de la corriente que fluye hacia la bobina.
Ventajas de los motores BLDC
Los motores BLDC tienen más de tres bobinas en el estator, con dos cables por bobina, lo que suma al menos seis cables. De hecho, al estar cableados internamente, generalmente solo se necesitan tres cables, pero uno más que el motor de CC (motor con escobillas) descrito anteriormente, que no se mueve conectando los terminales positivo y negativo de la batería. Su alta eficiencia permite controlar la fuerza de giro (par) y mantener siempre el máximo. En los motores de CC (motor con escobillas), la rotación durante el par máximo solo se puede mantener momentáneamente, no siempre al máximo. Si un motor de CC (motor con escobillas) busca obtener el mismo par que un motor BLDC, solo puede aumentar su imán; por eso, incluso un motor BLDC pequeño puede generar una gran potencia. Gracias a su buen control, el motor BLDC puede alcanzar el par y el número de revoluciones deseados sin ninguna diferencia. El motor BLDC puede realimentar con precisión el número de revoluciones y el par objetivo, y el calor y el consumo de energía se pueden reducir mediante un control preciso. Si funciona con batería, puede prolongar la autonomía gracias a su buen control. Es duradero y presenta bajo nivel de ruido eléctrico. Los motores de CC (motores con escobillas) presentan pérdidas debido al contacto prolongado entre las escobillas y el conmutador, lo que genera chispas, especialmente cuando el espacio entre las escobillas y el conmutador se toca con ellas, lo que produce chispas y ruido. Si no desea ruido durante el uso, considere un motor BLDC.
Usos de los motores BLDC
¿Cuál es el uso general de los motores BLDC de alta eficiencia, control variable y larga vida útil? Se utilizan a menudo en productos que aprovechan su alta eficiencia y larga vida útil, y se utilizan de forma continua. Por ejemplo, los motores BLDC se han incorporado recientemente a electrodomésticos y ventiladores, logrando una reducción significativa del consumo de energía gracias a su alta eficiencia. Al cambiar el sistema de control, se ha logrado un aumento significativo en el número de revoluciones. La aspiradora demuestra el buen control del motor BLDC. El disco duro, un importante medio de almacenamiento, también utiliza un motor BLDC para su parte giratoria. Dado que se trata de un motor que requiere un funcionamiento prolongado, su durabilidad es fundamental. Además, ofrece un consumo de energía extremadamente bajo, y su alta eficiencia también se relaciona con un bajo consumo de energía.
Conclusión
El motor sin escobillas ofrece numerosas ventajas sobre el motor de CC con escobillas, como una alta relación par-peso, un par más alto (mayor eficiencia), mayor fiabilidad, menor ruido, mayor vida útil (corrosión del conmutador y sin escobillas), eliminación de las chispas ionizantes generadas por el conmutador y una reducción general de las interferencias electromagnéticas. Dado que los devanados están soportados por la carcasa, pueden refrigerarse por conducción, eliminando la necesidad de flujo de aire dentro del motor para su refrigeración, lo que a su vez significa que el interior del motor puede estar completamente cerrado para evitar la entrada de polvo u otros objetos extraños. Los motores BLDC son más adecuados para robots pequeños, en términos de control de fuerza. Si se utilizan motores paso a paso, una estructura como la muñeca de un robot que se fija en una posición determinada requiere que los motores BLDC también sean adecuados para su uso en drones, especialmente aquellos con bastidores multieje, ya que es posible controlar la actitud de vuelo modificando el número de rotaciones de la hélice, por lo que los motores BLDC que pueden controlar la rotación con precisión son ventajosos.
