¿Qué es el motor BLDC y sus ventajas?

1.Conte de motores DC sin escobillas

Un motor de CC sin escobillas (BLDC), también conocido como motor sin escobillas o un motor de CC sincrónico, es un tipo de motor que no requiere cepillos o conmutadores para el funcionamiento. La entrada a un motor BLDC es la corriente continua (DC), pero esencialmente simula la corriente alterna (AC) cambiando cíclicamente los interruptores del inversor principal. Esto crea un campo magnético cambiante en los devanados de la bobina, lo que permite que el rotor del motor experimente un par continuo y, por lo tanto, la rotación continua. Los motores BLDC se pueden configurar como una fase monofásica, dos fases o trifásicas dependiendo del número de devanados del estator. Los motores BLDC más comúnmente encontrados son los motores trifásicos. El siguiente diagrama ilustra el desmontaje de un motor de CC sin escobillas trifásico.

2. Aplicación de motores DC sin escobillas

Se estima que el tamaño del mercado de los motores BLDC alcanzará aproximadamente $ 19.76 mil millones para 2022. Con la tecnología motora BLDC cada vez más maduro, los motores BLDC han encontrado aplicaciones extensas en varios campos, incluidos los sistemas de control civiles y militares, aeroespaciales, industriales, industriales, automotrices. Se usan comúnmente en dispositivos de bajo voltaje y baja potencia, como robots pequeños, drones, bicicletas eléctricas, aspiradoras y herramientas eléctricas.

A continuación se presentan algunas aplicaciones populares:

Aspiradora/secadora de pelo: cuando se trata de secadores de cabello o aspiradoras, la conocida marca es Dyson. El secador de cabello Dyson, promovido como 'tecnología negra de próxima generación, ' presenta el motor digital inteligente V9, que es más pequeño, más ligero y más rápido que los motores tradicionales. Sin el uso de cepillos de carbono, el motor puede alcanzar una velocidad de hasta 110,000 revoluciones por minuto, y es más pequeño y más ligero que otros motores. El motor utilizado en el motor digital de Dyson es un 'motor de CC sin escobillas monofásico, ' esencialmente un tipo de motor BLDC.

Drones/Gimbals:

La clave para el control del motor en los drones es el control de velocidad y dirección. Los drones más populares son, sin duda, los de DJI. El siguiente diagrama muestra el desmontaje del dron Spark, con cuatro motores BLDC visibles en cada esquina.

Aplicaciones similares incluyen gimbals.

Herramientas eléctricas: las herramientas eléctricas de mano comunes que se encuentran en la vida diaria incluyen las llaves eléctricas de Bosch, los ejercicios y otros. El ahorro de energía y la alta eficiencia de los motores de CC sin escobillas, junto con la reducción continua en el costo de las herramientas eléctricas de mano, han llevado al rápido desarrollo en el uso de motores BLDC en herramientas eléctricas. Los fabricantes internacionales más conocidos, como Bosch, Dewalt, Milwaukee y otros, están liderando esta tendencia.

3. Construcción de motor de CC sin febrero

Estator: el estator de un motor BLDC está compuesto de láminas de acero laminado, con devanados colocados en ranuras talladas a lo largo del eje circunferencial interno. El estator es similar al de un motor de inducción pero con una distribución de devanado diferente. La mayoría de los motores BLDC tienen tres devanados de estator conectados a las estrellas, cada uno de los cuales consta de múltiples bobinas interconectadas. Las bobinas se colocan en las ranuras e interconectadas para formar devanados. Estos devanados se distribuyen a lo largo de la circunferencia del estator para crear postes magnéticos espaciados uniformemente.

Rotor: los motores BLDC usan imanes permanentes como rotor, sin bobinas adentro. Los postes magnéticos del sur y el norte del rotor están dispuestos alternativamente. Además, con el avance de la tecnología de materiales magnéticos blandos y la disminución de los precios, los materiales de tierra rara de hierro neodimio de alto rendimiento se utilizan cada vez más para hacer rotores de imán permanentes. Su producto de alta energía magnética y sus características estables permiten a los motores BLDC tener mejores propiedades mecánicas y respuesta dinámica, así como un mayor rango de eficiencia y velocidad. Aquí hay un diagrama esquemático de la sección transversal del imán del rotor de un documento principal en BLDC por Microchip:

Sensores del salón: el aspecto más crucial del control del motor BLDC es la identificación de posición del rotor. Hay dos métodos para la identificación de posición: uno es usar sensores de posición para identificar la posición del rotor, conocida como sensores de pasillo; El otro método es sin sensor, lo que implica identificar la posición del rotor detectando la fuerza electromotriz posterior. Para los motores BLDC con sensores, la mayoría de los motores BLDC incrustan tres sensores de pasillo en el estator. Durante cada conmutación, un devanado está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación de control (la corriente entra en el devanado), el segundo devanado está conectado al polo negativo (la corriente fluye), y el tercer devanado está en un estado desconectado. El par es generado por la interacción entre el campo magnético producido por las bobinas del estator y el imán permanente. Cuando el polo magnético del rotor pasa cerca del sensor de la sala, el sensor generará una señal de nivel alto o bajo, lo que indica que el poste magnético sur/norte pasa a través de la región detectada por el sensor del salón. El cambio de fase entre las señales de salida por los sensores del pasillo puede ser de 60 ° o 120 °.