En el mundo de la electrónica existen diferentes tipos de motores y cada uno cuenta con diferentes características. Por lo que dependiendo la aplicación podemos utilizar unos u otros. Algunos tienen mucha fuerza, otros controlan mejor la velocidad, otros son mucho mas ruidosos o generan chispas, etc. En este articulo te explicaremos como funciona el motor brushless uno de los más silenciosos y eficientes que puedes encontrar.
Contenido
¿Qué es un motor Brushless?
Un motor brushless o también conocido como motor sin escobillas, es un dispositivo que funciona como cualquier otro tipo. Es decir, sirve para convertir la electricidad en movimiento giratorio de un eje. Sin embargo, tiene algunas características muy notorias que lo hacen ser uno de los más modernos y especiales. Una de las principales modificaciones es que remplazan las escobillas y los conmutadores por imanes permanentes en el rotor. Es decir que, este tipo pone los imanes permanentes en la parte móvil y los electroimanes en el estator.
Gracias a que se eliminan estos componentes, podemos tener una gran variedad de ventajas con respecto a los motores comunes con escobillas. Algunas de las más importantes son que como no se genera una fricción entre el conmutador y las escobillas son mas silenciosos y también se evita la generación de chispas. Además, En cuanto a tamaño también podemos decir que son más pequeños comparándolos con los demás. Sin embargo, una de las grandes desventajas es que son más complicados de hacer funcionar, ya que necesitan de un controlador electrónico que se encargue de energizar y desenergizar sus bobinas con una sincronización bastante precisa.
Partes de los motores Brushless
Debido a que este tipo elimina algunas partes de los motores comunes, podemos encontrar una reducción de los componentes principales. Algunos de los componentes clave para su funcionamiento son;
- Estator: Es la parte fija del motor y en este caso es donde se colocan las bobinas enrolladas para generar el magnetismo. Como dato curioso el estator se encuentra justo en el centro.
- Rotor: Es la parte giratoria donde se coloca el eje y los imanes permanentes. Normalmente esta construida en forma de campana.
- Rodamientos: Estos componentes sirven para evitar que el rotor tenga tanta fricción y pueda girar con una mayor suavidad.
- Controlador electrónico de velocidad (ESC): Este componente prácticamente es el que controla todo el movimiento del motor, ya que se utiliza para activar y desactivar las bobinas. Dentro de sus funciones están la de controlar el sentido de giro, la velocidad y la fuerza.
¿Cómo funciona un motor brushless?
Este tipo de motor funciona con el mismo principio que todos los demás. Es decir, con la «ley de los polos magnéticos» que dice que los polos magnéticos opuestos se atraen y los iguales se repelen. Basados en esta ley, se colocan algunos imanes permanentes en el rotor y unas bobinas que actúan como electroimanes en el estator para generar campos magnéticos.
El funcionamiento de un motor brushless es un poco parecido al de un motor paso a paso, pero con una diferencia importante ya que los componentes están colocados a la inversa, es decir el estator esta colocado en la parte central y el rotor alrededor. Para generar el movimiento se mandan señales eléctricas a las bobinas en un orden especifico en cuanto a tiempo y energización para poder generar un campo magnético rotativo.
Este campo rotativo se logra gracias al controlador electrónico de velocidad (ESC), ya que regula la duración de las señales y la secuencia de activación de las bobinas. Con esta regulación electrónica podemos controlar la velocidad y el sentido de giro del rotor.
Tipos de motores brushless
Debido a que este dispositivo funciona con muy pocas partes solo podemos encontrar dos tipos diferentes:
- Con sensores (Brushless sensored): Se utilizan sensores que monitorean la posición del motor todo el tiempo. Dentro de los sensores podemos encontrar de efecto Hall que se utilizan para medir la presencia de campos magnéticos o encoder que se utilizan para saber la posición del rotor. Este tipo de motores se utilizan en aplicaciones donde se necesita de un control preciso como en la robótica.
- Sin sensores (Brushless Sersorless): En este tipo no se utilizan sensores, pero aun así el controlador de velocidad estima la posición con una retroalimentación de voltaje. A pesar de que se puede tener la idea de la posición angular del rotor no es tan precisa como con los sensores. Por lo que se utilizan en aplicaciones donde el control no es tan importante, como por ejemplo en ventiladores.
Ventajas y desventajas
Algunas de las principales ventajas que muestran los motores brushless comparados con los de escobillas, son que gracias a que eliminan las escobillas y el conmutador se reducen considerablemente las fricciones. Por lo que tienen una mayor eficiencia, un menor consumo de energía, mayor velocidad y aceleración. También tienen un mayor vida útil ya que no existen piezas mecánicas como las escobillas que se degastan. Por ultimo otra de las ventajas es que hacen menos ruido y tienen una vibración menor.
En cuanto a sus desventajas están mas dadas por su complejidad de uso, ya que se requiere de circuitos electrónicos para poder controlar el giro. Debido a que se requieren de mas componentes para controlarlo su costo también es mas elevado.
En general, a pesar de sus desventajas, los motores brushless tienen una serie de ventajas en términos de eficiencia, vida útil y rendimiento que lo hacen muy popular hoy en día.
Conclusión
A pesar de que un motor solo tiene la capacidad de generar movimiento rotativo, existen diferentes formas de crearlos, que van desde lo más sencillo como girar, hasta aumentar la complejidad para controlar el giro y saber en todo momento la posición de los ejes. El motor brushless, es uno de esos dispositivos modernos que se están utilizando cada vez mas porque tienen la capacidad de controlar el giro, una mayor eficiencia y vida útil.
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Links de interés
Funcionamiento del motor sin escobillas – Youtube
Preguntas frecuentes
- ¿Qué significa brushless? Significa que es un motor que puede funcionar «sin escobillas«
- ¿Qué motores son más eficientes? Si comparamos un motor con escobillas y un brushless, los segundos son más eficientes debido a que reducen las fricciones en su funcionamiento.
- ¿Estos motores son más caros comparados con los convencionales? Generalmente si, pero es costo se puede compensar con una mayor eficiencia y un menor mantenimiento.
- ¿Se puede remplazar un motor con escobillas por un brushless? Sí, pero es necesario hacer ajustes en los circuitos de control.
- ¿Cómo se controla la velocidad de estos motores? La velocidad se regula a través de un controlador electrónico (ESC) que se encarga de energizar las bobinas del estator.
- ¿Estos motores necesitan de mantenimiento? Al no tener escobillas no requieren de mucho mantenimiento, mas que revisar regularmente las conexiones.
- ¿Qué es un ESC? Significa controlador electrónico de velocidad (Electronic Speed Controller) y es un dispositivo que se utiliza para controlar la velocidad del motor.
