Hola, en este tutorial aprenderemos sobre los Motores sin escobillas, también conocidos como Motores de CC sin escobillas o Motores BLDC. Veremos el funcionamiento y las aplicaciones del motor de CC sin escobillas.
¿Qué es el motor de CC sin escobillas?
Motores eléctricos de CC sin escobillas, también conocidos como motores conmutados electrónicamente (ECM, motores EC).
La eficiencia primaria es una característica más importante para los motores BLDC. Porque el rotor es el único portador de los imanes y no requiere ninguna potencia. es decir, sin conexiones, sin conmutador y sin cepillos. En lugar de estos, el motor emplea circuitos de control. Para detectar dónde se encuentra el rotor en ciertos momentos, los motores BLDC emplean junto con controladores, codificadores giratorios o un sensor Hall.
Construcción del motor DC sin escobillas
En este motor, los imanes permanentes se fijan al rotor. Los conductores portadores de corriente o los devanados de la armadura se encuentran en el estator. Utilizan la conmutación eléctrica para convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
La principal diferencia de diseño entre un motor cepillado y un motor sin escobillas es la sustitución del conmutador mecánico por un circuito de interruptor eléctrico. Un motor BLDC es un tipo de motor síncrono en el sentido de que el campo magnético generado por el estator y el rotor giran a la misma frecuencia.
El motor sin escobillas no tiene conmutadores de transporte de corriente. El campo dentro de un motor sin escobillas se cambia a través de un amplificador que es activado por el dispositivo de conmutación como un codificador óptico.
El diseño de un motor sin escobillas de CC puede variar dependiendo de si es de estilo «Out runner» o de estilo «Inrunner».
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Outrunner – El imán de campo es un rotor de tambor que gira alrededor del estator. Este estilo es el preferido para aplicaciones que requieren un alto torque y donde no se requieren altas rpm.
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En el corredor: El estator es un tambor fijo en el que gira el imán de campo. Este motor es conocido por producir menos torque que el estilo out runner, pero es capaz de girar a muy altas rpm.
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Principio de funcionamiento del motor de CC sin escobillas
El motor BLDC funciona según el principio similar al de un motor de CC cepillado. La ley de fuerza de Lorentz que establece que cada vez que un conductor portador de corriente se coloca en un campo magnético, experimenta una fuerza. Como consecuencia de la fuerza de reacción, el magneto experimentará una fuerza igual y opuesta. En el motor BLDC, el conductor portador de corriente está estacionario y el imán permanente se está moviendo.
Cuando las bobinas del estator obtienen un suministro de la fuente, se convierte en electroimán y comienza a producir el campo uniforme en el espacio de aire. Aunque la fuente de alimentación es CC, la conmutación genera una forma de onda de voltaje de CA con forma trapezoidal. Debido a la fuerza de interacción entre el estator del electroimán y el rotor del imán permanente, el rotor continúa girando.
Con la conmutación de devanados como señales Altas y bajas, devanado correspondiente energizado como polos Norte y Sur. El rotor de imán permanente con polos Norte y Sur se alinea con los polos del estator, lo que hace que el motor gire.
Ventajas del motor de CC sin escobillas
- Menos mantenimiento general debido a la ausencia de escobillas
- Tamaño reducido con características térmicas muy superiores
- Mayor rango de velocidad y menor generación de ruido eléctrico.
- No tiene conmutador mecánico y problemas asociados
- Alta eficiencia y alta relación potencia / tamaño de salida debido al uso de rotor de imán permanente
- Alta velocidad de operación incluso en condiciones de carga y descarga debido a la ausencia de cepillos que limita la velocidad
- Geometría de motor más pequeña y peso más ligero que los motores de corriente continua y de inducción de corriente alterna de tipo cepillado.
- Larga vida útil, ya que no se requiere inspección ni mantenimiento para el sistema conmutador
- Mayor respuesta dinámica debido a la baja inercia y los devanados transportadores en el estator
- Menos interferencia electromagnética
- Bajo nivel de ruido debido a la ausencia de cepillos
Limitaciones del motor de CC sin escobillas
- Estos motores son costosos
- Controlador electrónico control requerido este motor es costoso
- Requiere circuitos de accionamiento complejos
- Necesidad de sensores adicionales
Aplicaciones de motor de CC sin escobillas
Los motores de CC sin escobillas (BLDC) se utilizan para una amplia variedad de requisitos de aplicación, como cargas variables, cargas constantes y aplicaciones de posicionamiento en los campos de control industrial, automoción, aviación, sistemas de automatización, equipos para el cuidado de la salud, etc.
- Discos duros de computadora y reproductores de DVD/CD
- Vehículos eléctricos, vehículos híbridos y bicicletas eléctricas
- Robots industriales, máquinas herramienta CNC y sistemas simples accionados por correa
- Lavadoras, compresores y secadoras
- Ventiladores, bombas y sopladores.
Espero que este artículo le ayude a comprender el principio de funcionamiento y las aplicaciones del motor de CC sin escobillas. Nosotros en Robu.in espero que lo hayas encontrado interesante y que vuelvas por más de nuestros blogs educativos.