Brushless motor sin Holguras Mecánicas

Control de posición de alta precisión para brushless motor que cancela las holguras mediante un encoder en la carga y un doble lazo de control.

En muchas ocasiones es necesario utilizar una reductora para aumentar el par motor, o husillos para transformar un movimiento angular en lineal o también se utilizan correas, piñones, poleas, etc… Casi todos estos elementos presentan holguras, que no solo afectan a la precisión del sistema sino también a la estabilidad del control.

Para solventar estas limitaciones y poder utilizar un sistema compuesto por un motor con reducción, es necesario no solo controlar el movimiento del motor si no también el de la carga. Este tipo de control se conoce como control de doble lazo y requiere un encoder en el motor sin escobillas y otro colocado en la carga.

brushless motor sin holguras mecánicas

El sistema anula las holguras mecánicas en la cadena de transmisión, asegurando la posición con gran exactitud. No importa la holgura es causada por tolerancias mecánicas, desgaste o variaciones térmicas, el motor brushless sigue rigurosamente la consigna de posición de la carga con total  fidelidad. En el caso de cargas rotativas también se puede usar un encoder absoluto rotativo para la carga. El encoder absoluto asegura que la posición no se pierde aunque la carga se mueva cuando no hay alimentación en la máquina. Esta solución es muy efectiva y permite una gran reducción de costes comparada con las soluciones clásicas de reducción de holguras (reductoras sin holgura, engranajes con piñones pretensados, etc…)

Otra ventaja es que los componentes al no tener desgaste, están libres de mantenimiento. Además el encoder absoluto hace innecesarios los sensores de final de carrera y el procedimiento de homing o puesta a cero, reduciendo el tiempo de inicialización al arrancar la máquina.

En resumen, podemos construir un moderno sistema de alta precisión con costes razonables.

Encoder absoluto multivuelta para motores brushless

Motores brushless con encoder absoluto multivuelta

Sin fines de carrera ni búsqueda de referencia o Homing; con lectura permanente de la posición. Este encoder absoluto de 30 mm de diámetro permite su acoplamiento en servomotores brushless.

motores brushless con encoder

Nuevo Customer Training Center motores brushless y motores DC

Cursos presenciales de formación de motores DC y motores brushless DC. Talleres de control de movimiento. Cursos online.

Situado en el cinturón industrial de Madrid, tiene tren de cercanías a 15 min y fácil acceso desde la M45, M50, A2 y R3. Dispone de  dos salas para 35 y 15 personas, parking vigilado, WIFI y coffee bar. En sus cercanías hay varios hoteles y restaurantes.

Los cursos presenciales están destinados a clientes y profesores de Universidad y constan de cuatro módulos: motor DC, motor brushless DC, Selección y cálculo del motor y control del movimiento.

training center motores brushless

Cada módulo tiene una duración de dos horas, con material audiovisual y sesión de preguntas y respuestas. El material, libro, CD y apuntes, está incluido. Para obtener un certificado o diploma es necesario  pasar un test previo al curso y otro al finalizarlo.

 

Motion Control Lab motores brushles y motores dc

 

Los cursos online son en inglés y están disponibles de manera gratuita.

El Customer Training Center posee un laboratorio de control de movimiento de motores brushless y motores DC, destinado también a clientes y profesores. En sus 6 puestos de trabajo se pueden practicar los distintos tipos de control de los motores eléctricos. Hay varios niveles: Basic DC, Control de velocidad y corriente, Control de Posición y Sistemas avanzados. Los participantes solo deben acudir con sus propios ordenadores portátiles. Todas las prácticas son tuteladas por ingenieros con amplia experiencia en servosistemas. Para los talleres de motion control, es necesario pasar uno o varios cursos presenciales.

Ventajas del motor brushless directo

Utilizando un motor brushless directo brushless multipolar con encoder de 3.200 pulsos por vuelta, podemos conseguir grandes aceleraciones y velocidades muy rápidas, realizando además un posicionamiento con gran precisión. Leer más

Motor lineal Brushless DC

En realidad es un motor brushless rotativo que transforma el movimiento giratorio en un movimiento de traslación o lineal, por medio de un husillo.

La rosca del husillo puede ser métrica, trapezoidal o un husillo de recirculación de bolas. La precisión de este sistema es muy buena, si bien las velocidades son más lentas que con un auténtico motor lineal. Para la gran mayoría de las aplicaciones la velocidad de translación de este sistema es más que suficiente. Esto dependerá del tipo de husillo o de si el motor brushless lleva acoplada una reductora para aumentar la fuerza de empuje.

Esta solución resulta mucho más económica que un motor lineal, y además no tiene otras desventajas como los problemas de disipación de calor típicos de los motores lineales.

motor lineal motor dc

El montaje es muy sencillo porque solo se necesita un soporte en el extremo del husillo para formar una solución compacta y precisa de motor lineal. De esta manera se ahorra el espacio del soporte del husillo y el acoplamiento entre husillo y motor.

Mediante una electrónica de control se puede alcanzar una gran precisión de posicionamiento, pudiendo elegir entre varios tipos de soluciones:

–       La más sencilla y económica consta de un encoder incremental en el motor.  En este caso se necesita realizar una búsqueda de referencia o homing cuando se inicia la máquina. Haciendo llegar al motor a un tope mecánico y evaluando su corriente (curret index) podemos evitar los finales de carrera.

–       Si se utiliza un encoder absoluto en el motor no es necesario ni el homing ni los sensores de fin de carrera, aunque por lo general los encoders absolutos tienen un mayor coste.

–       Si se quiere una precisión absoluta se puede añadir un encoder lineal en la carga. Junto con el encoder del motor se forma un doble lazo de control. Con este sistema se evitan las holguras en la transmisión debidas a desgastes, variaciones térmicas o tolerancias mecánicas.

Cada vez son más las aplicaciones en la que los actuadores neumáticos son sustituidos por este actuador lineal, ya que es un sistema mucho más flexible. Lo que le permite realizar posicionamientos mucho más rápidos, precisos y con mayor repetibilidad.

Módulo de control de posición para motores brushless y motores DC

Dinámico y preciso, la solución perfecta para fabricantes de equipos OEM. Módulo enchufable para control de posición y también velocidad o par para motores brushless y motores DC.

Está provisto de puertos RS232, USB y CANOpen, además de entradas y salidas digitales y analógicas.

Ya no es necesaria una electrónica de control voluminosa y con largos cables de conexión. Este módulo miniatura conectado a nuestra placa madre se encarga del control de los motores brushless DC o de motores DC con escobillas.

Posee diferentes modos de funcionamiento, control de posición, velocidad y par. Puede realizar posicionamiento punto a punto y también interpolación de varios ejes. Puede emular a un controlador de motores paso a paso y controlado con una señal analógica puede sustituir a los servoamplificadores tradicionales.

electrónica de control

Dispone de 2 entradas analógicas, 6 entradas digitales y 3 salidas digitales que se usan normalmente para sensores de fin de carrera, de temperatura y pulsadores de seguridad. De esta manera se puede descargar el procesador principal de muchas tareas, descentralizando estas funciones. Su voltaje de alimentación varía entre 11 y 36 VDC, por lo que puede adaptarse a distintas tensiones de alimentación.

 

A través del bus CAN se puede sincronizar con otros 128 ejes. Trabaja en modo esclavo recibiendo instrucciones desde un PC, microprocesador o autómata. El módulo tiene un tamaño reducido, menor que una tarjeta de crédito. El fabricante ofrece un kit de evaluación con placa madre para pruebas. El software está incluido y tiene una interfaz de usuario fácil de usar para la puesta en marcha. Al no tener caja ni cableado permite un ahorro considerable de espacio.

Este módulo OEM nos permite ocuparnos de las complejas tareas de posicionamiento con un coste reducido.

Control de velocidad brushless motor

La función de la electrónica de control es la de mantener una velocidad constante ante cualquier variación de carga en un brushless motor.

Recomendamos utilizar un sistema de bucle cerrado por su estabilidad y precisión.

electronica brushless motor Leer más

Constante de velocidad

Símbolo de la la constante de velocidad: kn

Unidad: rpm/V (revoluciones por minuto por Voltio)

Muestra la velocidad específica por voltio del voltaje aplicado sin contar las pérdidas por fricción. Cálculo de la constante de velocidad.

En la práctica, kn se determina por el voltaje nominal U y la velocidad en vacío n0.

En el cálculo teórico, deben tenerse en cuenta las dimensiones del bobinado (longitud l, diámetro, número de espiras w), así como la fuerza del campo magnético B0. La constante de velocidad está relacionada con la constante de par kM porque éstas se determinan por los mismos parámetros.

El recíproco de la constante de velocidad se conoce como la constante de generación (back EMF), constante de voltaje o fuerza contra electromotriz. Expresa el voltaje en los terminales por la velocidad si el motor sin escobillas se usa como tacodinamo CC o generador.

Potencia en cargas rotatorias del motor brushless

Cargas en motor brushless

La velocidad V es la velocidad de giro, normalmente expresada en rpm.

La fuerza F se expresa en par (torque) que es un producto de una fuerza en kg o Newtons, por un brazo o radio r expresado en metros o milímetros.

Ej.: 10 Nm (Newton metro), seria una fuerza de 10 Newtons (aproximada mente 1 kg) por un brazo o radio de 1 metro de largo.

carga en motor brushless

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