El lugar más simple para comenzar con una discusión sobre los motores sin escobillas es el hecho de que no tienen escobillas (¡de ahí el término sin escobillas!). Esto es significativo de dos formas. La primera es que elimina una gran cantidad de fricción del funcionamiento del motor. La segunda es que significa que no hay conducción directa a través del motor que le permita girar con una conexión de energía al motor, de ahí la necesidad de un controlador de motor sin escobillas para obtener el movimiento giratorio de un motor de CC sin escobillas.
Mientras que un motor de CC tradicional tenía escobillas que conducían la energía desde el estator al rotor y volvían a salir, por lo tanto impulsando la fuerza de giro, un motor sin escobillas se basa en que las fases del motor se encienden y apagan en secuencia para hacer girar el motor.
Un motor sin escobillas tiene los electroimanes en el estator y el imán permanente en el rotor.
Dependiendo del tipo de motor sin escobillas que se utilice, puede tener una variedad de especificaciones diferentes, incluido un número diferente de polos, sin embargo, la conmutación clave implica que los diferentes electroimanes montados en el estator se encienden y apagan para mover el rotor de imán permanente.
Si uno imagina el proceso con una configuración muy simple con 2 juegos de polos (dispuestos en pares), entonces es fácil ver cómo funciona con el imán central en movimientos de 90 grados a través de los dos pares de polos.
1. Bobina 1 Positivo-Bobina 3 Negativos
2. Bobina 2 Positivo-Bobina 4 Negativos
3. Bobina 1 Negativo-Bobina 3 Positiva
4. Bobina 2 Negativos-Bobina 4 Positiva
A medida que los electroimanes se encienden y apagan en esta secuencia, por lo tanto, moverían el rotor de imanes permanentes.
Con base en la secuencia anterior, parecería lógico que el rendimiento de los motores sea bastante irregular, de la misma manera que a menudo se puede ver que un motor paso a paso está dando pasos fijos.
La razón por la que esto se puede evitar se debe en gran medida al tipo de controlador de motor que se utiliza y cómo se configura.
Para entender el principio del motor sin escobillas, hemos utilizado un ejemplo muy simplificado, pero es importante recordar que las bobinas no se encenderían y apagarían simplemente (como en el caso de encendido / apagado total), sino que se pueden encender y apagar. se apaga y se enciende gradualmente para suavizar el giro del motor.
A bajas velocidades con un número bajo de polos en el motor, todavía es muy posible que se observe un salto (es por eso que muchos usuarios de velocidades más bajas usan motores paso a paso en lugar de sin escobillas) pero a velocidades más altas y con el tipo correcto de controlador en uso, esto se suavizará mediante una combinación de la masa en el eje (que funciona de la misma manera que funciona un volante), el controlador y la velocidad. Para obtener más información y orientación sobre el «engranaje» del motor o el nerviosismo y cómo eliminarlo, haga clic aquí.
El imán permanente está en el rotor y los electroimanes están en el estator.
Al alimentar los electroimanes en secuencia, es posible mover el imán permanente y, por lo tanto, hacer girar el motor.
Los diferentes motores tienen diferentes números de polos y cuantos más polos haya, más suave será el motor.
Ahora que entendemos los principios básicos del rendimiento del motor sin escobillas y cómo funcionan, vale la pena considerar por qué podríamos optar por utilizar motores sin escobillas en lugar de motores de CC con escobillas.
La eliminación de los cepillos tiene varias ventajas importantes:
1. Las escobillas se desgastan con el tiempo debido a la fricción. La vida útil típica de los motores con escobillas es de alrededor de 2000 horas, mientras que un motor sin escobillas normalmente durará 10000 horas (tenga en cuenta que estos números solo deben usarse como reglas generales, ya que hay una gran cantidad de factores que influirán en la vida útil del motor).
2. Las escobillas provocan chispas y ruido eléctrico dentro del motor.
3. La fricción creada por las escobillas limita la velocidad máxima del motor y puede generar problemas de calor.
4. Como los electroimanes están en el estator, es más fácil mantenerlos fríos mediante disipación de calor u otras técnicas de enfriamiento.
5. Los electroimanes que se montan en el estator también facilitan el aumento de la precisión del control dentro del motor porque se pueden montar con mucha precisión y precisión.
Como probablemente ya se habrá dado cuenta, es imposible encender un motor sin escobillas sin un controlador de motor sin escobillas.
Si aplica energía al motor de la misma manera que lo haría con un motor de CC cepillado, simplemente bloquee una bobina y hará que el eje sea muy difícil de girar.
Dependiendo del tipo de motor sin escobillas que tenga o desee utilizar, habrá una amplia gama de controladores de motor sin escobillas que se pueden utilizar para controlarlo.
En su forma más simple, estos controladores pueden simplemente controlar la velocidad del motor sin introducir opciones de optimización o control avanzado.
Sin embargo, los controladores como la serie ZDBL de controladores de motor sin escobillas están diseñados para optimizarse según las especificaciones de cada motor, además de ofrecer opciones de programación avanzadas como curvas de aceleración preestablecidas y programas de arranque.
Los motores sin escobillas son superiores a los motores de CC con escobillas.
La eliminación de las escobillas del diseño reduce la fricción, aumenta la vida útil, aumenta la velocidad máxima, aumenta la densidad de potencia y permite un control mucho más preciso.
Es por estas razones que muchas empresas e ingenieros ahora están cambiando de CC con escobillas a CC sin escobillas.
La única desventaja central que se destaca a menudo está relacionada simplemente con el costo, que es más alto que los motores de CC. Sin embargo, dependiendo de su aplicación, el costo puede ser un problema, pero siempre vale la pena pensar en la vida útil del producto que está construyendo.
Si un motor y controlador sin escobillas cuestan 3 veces más que un motor de CC pero dura 5 veces más (y por lo tanto requiere menos horas de trabajo, costos y molestias en el reemplazo de piezas), entonces es muy probable que rinda por dinero durante su vida útil.
Si tiene alguna pregunta sobre la rentabilidad de los motores sin escobillas o si desea ayuda para encontrar el motor adecuado para su aplicación, no dude en contactarnos por teléfono, chat en línea o correo electrónico.
Le brindaremos asesoramiento imparcial sobre el mejor sistema para su aplicación, incluso si eso significa que no utiliza ningún controlador de motor Zikodrive.
De la misma manera que los motores de CC con escobillas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, también lo son los motores sin escobillas. La densidad de potencia y la eficiencia de los motores sin escobillas también los hace cada vez más populares en una variedad de otras aplicaciones, particularmente a medida que las regulaciones ambientales y la eficiencia energética se vuelven más importantes en una variedad de industrias.
Las aplicaciones típicas incluyen bombas y aplicaciones de control de procesos, automoción, equipos espaciales y de laboratorio. Es importante recordar que los motores de CC sin escobillas tienden a ser mejores a velocidades más altas que a velocidades más bajas (aunque, dependiendo del número de polos de los motores, es posible lograr un excelente rendimiento a velocidades más bajas.
En el lado opuesto de esta discusión, los motores de CC sin escobillas de un solo polo son (más o menos) los motores rotativos más rápidos que es posible usar con velocidades de 100000 rpm perfectamente alcanzables.
Si cree que comprende la teoría básica detrás de los motores sin escobillas, pero desea obtener más información sobre algunos de los problemas que surgen al usarlos en la práctica, puede visitar nuestra página de PREGUNTAS FRECUENTES DE CONTROL DE MOTORES.
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