Motor brushless, Regulación de velocidad.

/en , /por
La velocidad (nm) del motor brushless se regula fácilmente variando la tensión de alimentación (U).

Esto es aplicable a motores con o sin escobillas (brushless). Estos últimos necesitan una electrónica de control de la conmutación. La constante de velocidad (Kn), propia de cada bobinado, determina la velocidad de giro del motor brushless en función del voltaje de alimentación.

nm = Kn x U

En la gráfica se puede ver el efecto de una bajada de tensión de alimentación. La curva velocidad par original (en azul) se desplaza paralelamente hacia abajo al bajar de 24 V a 12 V. Manteniendo la misma carga, se alcanza el punto de trabajo 1 a una velocidad inferior.

Haga click motor brushless

Constante eléctrica de tiempo del motor sin escobillas

/en , /por
La inductancia entre bornes y la resistencia entre bornes determina la constante eléctrica de tiempo del motor sin escobillas.

Este parámetro se refiere al tiempo requerido por la corriente para aumentar o disminuir.

Típicamente, la constante eléctrica de tiempo es de 100 a 1.000 veces más pequeña que la constante mecánica de tiempo. Los cambios de corriente ocurren instantáneamente comparados con los cambios en velocidad.

EC22_40W motor sin escobillas

Un fenómeno a destacar cuando la corriente puede reaccionar de manera tan rápida, es el caso de los motores sin escobillas que son alimentados mediante PWM. En algunas ocasiones se puede producir un rizo de corriente no deseado, que sobrecaliente el motor brushless. En estos casos, puede que sea necesario aumentar la frecuencia del PWM o conectar una inductancia adicional (p. ej. bobinas de choque) la representacion gráfica es similar a la de la constante mecánica de tiempo, en la foto.

Máximo par en continuo de los motores brushless

/en , /por
Comportamiento de los motores brushless.

Si el motor sin escobillas funciona continuamente con este valor de corriente y a 25°C de temperatura ambiente, se calentará hasta alcanzar la máxima temperatura del bobinado. Se asume que el motor brushless no tiene refrigeración adicional, ni siquiera mediante contacto con otras piezas que puedan hacer de radiador de calor. Dependiendo de cómo esté montado el motor, este valor puede aumentar sustancialmente. Por el contrario, un aumento de la temperatura ambiente reduce la corriente máxima en continuo.

La máxima corriente en continuo es específica de cada bobinado. Los bobinados con baja resistencia óhmica admiten corrientes más altas que los bobinados con alta resistencia. En los motores sin escobillas con bobinados de resistencia muy baja, la máxima corriente en continuo puede estar limitada por el sistema de conmutación y no por el bobinado.

La máxima corriente en continuo es equivalente al máx. par permanente. Están relacionados por la constante de par kM .

En los motores brushless la máx. corriente en continuo es el valor eficaz de las corrientes de las tres fases, girando a la velocidad de rotación indicada y a 25°C de temperatura ambiente, resultando en una temperatura máx. del bobinado de 125°C. Cuando la velocidad aumenta, por ejemplo por encima de las 20.000 rpm, la máxima corriente en continuo disminuye debido al efecto del calor generado por las pérdidas en el hierro. En la gráfica sería el punto inferior izquierdo de la zona coloreada.

Gáfica maximo par motores brushless

Click para ampliar

Corriente de arranque en los motores de corriente continua y brushless motor

/en , /por
La corriente de arranque en los motores de corriente continua y en los motores sin escobillas (brushless motor) es el cociente entre el voltaje nominal U y la resistencia en bornes R.

Esta corriente es proporcional al par de arranque. Ambas magnitudes están relacionadas mediante la constante de par kM. En determinadas ocasiones el motor brushless no puede alcanzar esta corriente de arranque por los límites de corriente de las fuentes de alimentación o de las electrónicas de control de los brushless motor. En la figura representa el extremo derecho de la linea de corriente, en rojo. El punto exacto está en la vertical del punto del par de arranque, extremo derecho de la línea azul.

grafica brushless motor

Click para ampliar

Tensión nominal del motor brushless

/en , /por
Calculo de la tensión nominal del motor brushless

Símbolo: U

Unidad: V (Voltio)

Es el voltaje al cual se han medido los datos nominales (velocidad en vacío, par de arranque, corriente de arranque, máx. potencia de salida, máx. rendimiento).

Se ha escogido este dato para no exceder la máxima velocidad recomendada en vacío. Por supuesto, el uso del motor sin escobillas no está limitado a este voltaje. Para alcanzar la potencia nominal asignada se permiten voltajes de trabajo más elevados. La velocidad en vacío, par de arranque y corriente de arranque dependen directamente del voltaje aplicado.

Fuente alimentación motor brushless

Bobinado de los motor brushless

/en , /por
Para un mismo modelo de motor brushless o motor dc, hay distintos bobinados disponibles.

motor brushless HD bobinado

Esto hace que haya motores sin escobillas de una misma potencia con distintos voltajes nominales. Esto se consigue seleccionando hilo de cobre de diferente sección para un número específico de espiras. Como resultado, se obtienen diferentes resistencias en los terminales del motor. Los datos específicos de cada motor, velocidad y corriente se ven influenciados por esas variaciones. Sin embargo, el gradiente velocidad/par en los motores sin escobillas es casi independiente del bobinado y es prácticamente constante para cada tipo de motor brushless. El usuario, a su vez, puede elegir el motor óptimo para su aplicación particular.

Alta resistencia entre bornes = hilo fino = baja corriente de arranque (bobinado de alta resistencia).Muchas espiras = baja velocidad específica (rpm/Volt).

Baja resistencia entre bornes = hilo grueso = alta corriente de arranque (bobinado de baja resistencia). Menos espiras = alta velocidad específica (rpm/Volt).

En los brushless motor el mínimo diámetro del hilo de cobre puede ser, por ejemplo de 0,032 mm.

Rango de funcionamiento recomendado en motores sin escobillas

/en , /por
Recomendamos trabajar aplicando la tensión nominal del bobinado de los motores sin escobillas.

Asegurando de esta forma no sobrepasar la máxima velocidad permisible.

La corriente que pase por el bobinado  nunca debe superar el valor nominal (máx. corriente en continuo), excepto en funcionamientos cíclicos ON-OFF, o sobrecargas cortas. En este caso, deben analizarse cuidadosamente las cargas en función del tiempo. En casos complejos, consulte con un técnico cualificado.

La temperatura ambiente de funcionamiento se establece normalmente en 25° C.

Recordemos que podemos aplicar otras tensiones o temperaturas de trabajo distintas, ajustando los valores nominales del motor brushless o motores sin escobillas.

motores sin escobillas funcionamiento recomendado

Accionamientos: Otros tipos de accionamientos brushless motor

/en , /por
Otros accionamientos del brushless motor

Para otro tipos de aplicaciones no detalladas en los ejemplos anteriores, la selección del conjunto brushless motor, se calcula de acuerdo con los datos de la carga (par, velocidad, potencia) y el voltaje de alimentación.

Par (M), velocidad (n) y potencia mecánica (Pmec) están relacionadas entre sí por la ecuación:

Pmec = π / 30 * n * M

Pmec = π / 30 * 3000 rpm * 2 Nm = 628 W

En funcionamientos intermitentes (donde se producen aceleraciones y cambios en la carga), la inercia de la carga (JL) con respecto al eje del motor, se debe considerar  en los cálculos. Se debe aplicar la máxima inercia de la carga y tener en cuenta los tiempos de su accionamiento.