Una introducción al motor BLDC

¿Qué es un motor BLDC?

El motor BLDC, que es el acrónimo de motor eléctrico de corriente continua sin escobillas, es un tipo de motor síncrono alimentado por corriente continua a través de la fuente de alimentación conmutada o inversor que transfiere la energía de CC a CA para impulsar cada etapa en un sistema de control de lazo cerrado. El motor también se conoce como motor BL, motor conmutado electrónicamente, motor EC y motores de CC síncronos. Tanto el inversor como la fuente de alimentación conmutada son dispositivos electrónicos de potencia que pueden alterar y transmitir la electricidad de corriente continua a electricidad de corriente alterna.

Los motores BLDC proporcionan pulsos, lo que se refiere a una breve ráfaga de voltaje de corriente continua que tiene un subida y caída abruptas, a los devanados del motor que regulan la velocidad de funcionamiento y el par de los motores BLDC. Los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas reemplazaron el diseño de escobillas, o conmutadores, que se utilizaban en una variedad de motores eléctricos convencionales.

Las ventajas de los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas sobre los motores eléctricos con escobillas convencionales incluyen alta velocidad operación, control electrónico ideal, bajo mantenimiento y longevidad del equipo, y también la alta relación potencia-peso. Los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones, como equipos periféricos de computadora como unidades de disco, varias herramientas eléctricas y también aplicaciones en la industria aeroespacial y automotriz. Por último, pero no menos importante, los motores BLDC tienen la disposición de transmisión directa que reemplazó las correas de caucho y las cajas de engranajes en las lavadoras de hoy.

¿Cómo funciona un motor BLDC?

Los elementos vitales de un motor BLDC son los imanes permanentes y la armadura giratoria en el interior. Los imanes permanentes en el exterior de la construcción del motor son estacionarios y los imanes también se denominan "estatores". Por otro lado, la armadura también se conoce como "rotor", girando y conteniendo un electroimán. En los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas, los imanes permanentes giran alrededor del rotor fijo, eliminando los problemas con respecto a la conexión de corrientes y el rotor móvil. Los motores BLDC se invierten al revés en el ciclo, lo que no requiere escobillas para alterar el campo electromagnético. El controlador de la computadora cargará los electroimanes en el estator y hará girar la armadura 360 grados.

En comparación con la estructura y el principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas, en el motor de corriente continua con escobillas, la armadura gira 180 grados a medida que la corriente eléctrica se transfiere al rotor. Para permitir que el rotor gire 360 ​​grados, los polos del imán deben invertirse y las escobillas harán contacto con el estator cuando la armadura gire, alterando aún más el campo magnético. La unidad de control electrónico elimina la necesidad de escobillas o conjunto de conmutador en los motores de CC con escobillas y permite que el motor BLDC cambie de fase constantemente para seguir funcionando.

Los elementos centrales de los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas incluyen el imán permanente, lo que hace que la construcción sea similar a un motor PMS, que significa motor síncrono de imán permanente. La estructura de los motores BLDC también es similar a la de los motores de reluctancia conmutada o motores asíncronos. Cuando se utiliza un imán de neodimio, los motores BLDC se pueden subdividir en tres estilos:out-runner, in-runner o axial. La diferencia entre las tres líneas en la relación entre el estator y el rotor. En el estilo de corredor externo, el rotor rodea al estator mientras que el rotor está rodeado por estatores en el estilo de corredor interno; por otro lado, en estilo axial, el estator y el rotor son paralelos entre sí en forma plana.

Aplicaciones de motores BLDC

Se prefieren los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas por su funcionamiento silencioso, cuerpo de dispositivo más liviano y vida útil mucho más larga. Gracias al control de corriente eléctrica de las computadoras, los motores BLDC pueden proporcionar un control de movimiento de alta precisión. Los beneficios hacen que los motores BLDC se utilicen ampliamente en equipos modernos, especialmente cuando los requisitos de las aplicaciones son bajo nivel de ruido, baja producción de calor y funcionamiento constante.

Aplicaciones de control de movimiento

Los motores BLDC se utilizan ampliamente como impulsores de bombas, ventiladores de movimiento o husillos en diversas aplicaciones de velocidad ajustable. Los motores de CC sin escobillas pueden generar un alto par con una respuesta de velocidad ideal. Además, los motores tienen una eficiencia energética considerable y también propiedades térmicas ideales. BLDC en aplicaciones de control de movimiento utiliza un sistema de control de motor electrónico y un sensor de respuesta de posición del rotor para recibir la respuesta de velocidad.

Los motores BLDC se utilizan comúnmente como servomotores en los servoaccionamientos de las máquinas herramienta. Los servomotores son el núcleo del posicionamiento de alta precisión, el control de movimiento y otras operaciones mecánicas. Aunque los motores paso a paso de corriente continua también se pueden utilizar en este tipo de aplicaciones, el motor paso a paso funciona con control de bucle abierto y, por lo tanto, generalmente tiene pulsaciones de par. En conclusión, los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas son más ideales para servir como servomotor debido al control de movimiento preciso que se basa en el controlador de circuito cerrado y proporciona una operación de conducción estable y consistente.

Equipo de transporte

Hoy en día, los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas se pueden encontrar en una amplia variedad de equipos de transporte, como vehículos eléctricos o híbridos, aviones eléctricos, bicicletas eléctricas, etc. Muchas bicicletas, pero no todas las eléctricas, utilizan motores eléctricos de corriente continua sin escobillas que se integran en el cubo de la rueda en algunos casos con los imanes conectados y girando con las ruedas. El mismo principio también se puede encontrar en las ruedas de los scooters eléctricos autoequilibrados.

Herramientas eléctricas inalámbricas

Los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas también se usan comúnmente en una amplia variedad de herramientas inalámbricas, como algunas cortadoras de hilo, taladros, destornilladores y sierras. Las ventajas de los motores BLDC como un peso ligero y una alta eficiencia son factores importantes, especialmente para la selección de herramientas eléctricas inalámbricas de mano.