Los motores y los controladores de motores juegan un papel importante en muchos campos, especialmente en aplicaciones médicas y robóticas. Además, el campo de vehículos de nueva energía recientemente popular tiene una demanda cada vez más evidente de motores pequeños, de alta eficiencia, de par alto y bajo, y de alta y baja potencia.
Estos dispositivos finales pueden elegir entre motores de CC con escobillas, motores de CC sin escobillas (BLDC) o una combinación de ambos. La mayoría de los motores funcionan de acuerdo con la ley de inducción de Faraday. Aún así, existen diferencias clave entre los motores con escobillas y sin escobillas y el rango de sus aplicaciones.
Introduzcamos la diferencia entre motores con escobillas y motores sin escobillas. Primero, presentaremos los motores DC con escobillas.
Motor de CC cepillado
Desde aproximadamente finales de 1900, los motores de CC con escobillas han sido uno de los tipos más simples de motores de accionamiento y, en la actualidad, un motor de CC con escobillas típico consta de una armadura (también llamada rotor), conmutador, escobillas, eje e imanes de campo. Por supuesto, el motor con escobillas debe proporcionar la energía de CC o la energía de la batería requerida para la operación al mismo tiempo y obtener el par de rotación a través del campo magnético giratorio, lo que genera energía cinética.
1. Estructura simple, el motor de escobillas de CC general incluye armadura o rotor, conmutador, escobilla, eje e imán de campo. Por supuesto, se requiere una batería o fuente de alimentación. Las propiedades de un motor dependen del material del que está hecho, el número de bobinas enrolladas a su alrededor y la densidad de las bobinas. La armadura o rotor es un electroimán y el imán de campo es un imán permanente. El conmutador es un dispositivo de anillo dividido alrededor del eje que hace contacto físico con las escobillas, que están conectadas a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación.
2. Un conmutador alrededor del eje, el conmutador está en contacto con las escobillas, que están conectadas a polos opuestos de la fuente de alimentación para entregar cargas positivas y negativas al conmutador. Las escobillas impulsan el rotor para que gire con el campo magnético generado al introducir la energía de polaridad opuesta a través del conmutador. La dirección de rotación es en sentido horario y/o antihorario, y la rotación hacia adelante y hacia atrás del motor se puede realizar cambiando la polaridad de las escobillas.
Motor sin escobillas (BLDC)
Motor sin escobillas
El principio de funcionamiento del motor de CC sin escobillas es el mismo que el principio de atracción y repulsión magnética del motor con escobillas, pero su estructura es ligeramente diferente. El motor sin escobillas, como su nombre lo indica, no tiene escobillas, adopta conmutación electrónica, la bobina no se mueve y el rotor gira. El trabajo de conmutación se entrega al circuito de control en el controlador. La alta eficiencia es el principal punto de venta de los motores BLDC. Debido a que el rotor es un imán NdFeB (imán NdFeB), es decir, no se requiere conexión, conmutador ni cepillo, por lo que el rotor funciona de manera muy eficiente.
Los motores sin escobillas pueden tener el rotor en el interior o el rotor en el exterior de los devanados (a veces llamado motor de "rotor exterior"). El número de devanados utilizados en un motor sin escobillas se denomina número de fases. Aunque los motores sin escobillas se pueden construir con diferentes números de fases, los motores trifásicos sin escobillas son los más comunes. Los tres devanados de un motor sin escobillas están conectados en una configuración de "estrella" o "triángulo". En cualquier caso, hay tres cables conectados al motor (comúnmente denominados U, V, W) y la técnica de accionamiento y la forma de onda son las mismas. Al mismo tiempo, para detectar la posición del rotor en un momento específico en el motor sin escobillas, algunos motores sin escobillas se accionarán junto con sensores Hall, y existen tecnologías más precisas que utilizan codificadores magnéticos. A medida que gira el rotor magnético, los sensores Hall captan el campo magnético del rotor. Después de que el controlador IC recibe la señal, calcula y pasa la corriente a través de los devanados del estator en secuencia, lo que hace que el rotor gire.
Lo anterior es una breve introducción a la diferencia entre motores con escobillas y motores sin escobillas.
