Motor de CC sin escobillas frente a motor de CC con escobillas

Hay dos tipos de motores de CC de uso común: motor de CC con escobillas y motor de CC sin escobillas (o motor BLDC). El nombre de motor de CC sin escobillas es relativo al motor de CC con escobillas. El motor de CC con escobillas consta de estator, rotor, escobillas y conmutador, la función de las escobillas y el conmutador es cambiar de dirección. El motor de CC sin escobillas está compuesto por estator y rotor, sin escobillas ni conmutador en comparación con el motor de CC con escobillas. En muchas aplicaciones, se pueden utilizar motores de CC con escobillas o sin escobillas. Sin embargo, ambos tipos de motores tienen sus propias características. La elección de qué tipo de motor está determinada por los requisitos específicos de la aplicación.

Diferencia en el principio de funcionamiento

Motor de CC sin escobillas: Los motores de CC sin escobillas reemplazan la función de conmutación mecánica con conmutación electrónica. El rotor del motor está unido con imanes permanentes magnetizados y, para detectar la polaridad del rotor del motor, se instala un sensor de posición en el motor. De acuerdo con la señal de posición del sensor de posición, el controlador del motor cambia la dirección de la corriente en el devanado de la bobina para garantizar que se genere la fuerza magnética en la dirección correcta para accionar el motor.

Motor de CC con escobillas: cuando el motor gira, las escobillas de carbón se deslizan sobre el conmutador para producir un campo magnético giratorio que es atraído por el campo magnético estático del estator. La corriente en los devanados del inducido y del estator es suministrada por una batería u otra fuente de alimentación de CC.

BLDC motor

BDC motor

Diferencia del método de control de velocidad

De hecho, el control de velocidad de los motores CC sin escobillas y CC con escobillas se basa principalmente en el control del voltaje. La diferencia entre los dos es que el motor de CC sin escobillas utiliza conmutación electrónica, lo que significa que debe tener un control digital para lograr la conmutación. El motor de CC con escobillas se conmuta a través de las escobillas de carbón y se puede controlar mediante el uso de circuitos analógicos tradicionales como el tiristor, que es relativamente simple.

El proceso de control de velocidad del motor de CC con escobillas es para ajustar el nivel de voltaje de la fuente de alimentación del motor. El voltaje y la corriente ajustados se convierten a través del rectificador y las escobillas, cambiando así la fuerza del campo magnético generado por los electrodos, lo que eventualmente cambiará la velocidad. Este proceso consiste en cambiar el voltaje para regular la velocidad.

En el proceso de control de velocidad del motor de CC sin escobillas, el voltaje de suministro del motor permanece sin cambios, cambiando la señal de control del ESC y luego cambiando la velocidad de conmutación del tubo MOS de alta potencia a través del microprocesador para realizar el cambio de velocidad. Este proceso consiste en cambiar la frecuencia para regular la velocidad.

Diferencias en el rendimiento

Bajo nivel de ruido y funcionamiento suave de los motores BLDC

Sin escobillas, los motores de CC sin escobillas funcionan con mucha menos fricción, lo que los hace funcionar sin problemas y con mucho menos ruido, y este beneficio es un gran apoyo para la estabilidad de funcionamiento del modelo. Por lo tanto, es adecuado para ser utilizado en algunos lugares que necesitan ser silenciosos, como hospitales, bancos, aeropuertos, escuelas, etc.

Menos interferencia de motores BLDC

Al quitar la escobilla, el cambio más directo es que los motores de CC sin escobillas no tienen las chispas eléctricas generadas por la operación del motor de CC con escobillas, lo que reduce en gran medida la interferencia de las chispas eléctricas con el equipo de control remoto por radio. Se puede utilizar en algunos lugares inflamables y explosivos.

Larga vida útil y sin mantenimiento frecuente de motores BLDC

La vida útil de las escobillas de carbón tiene un cierto límite, por ejemplo, las escobillas de carbón se desgastarán en mil horas, por lo que los motores de CC con escobillas deben reemplazar las escobillas con frecuencia. Los motores de CC sin escobillas no tienen escobillas, el desgaste de los motores sin escobillas se da principalmente en los rodamientos. El motor de CC sin escobillas es casi un tipo de motor sin mantenimiento en términos mecánicos, y solo necesita un poco de mantenimiento de eliminación de polvo si es necesario.

Fácil control de velocidad de motores BLDC

Los motores de CC sin escobillas suelen tener un control de frecuencia digital con una gran capacidad de control, la regulación de velocidad desde unas pocas revoluciones por minuto hasta decenas de miles de revoluciones por minuto se puede lograr fácilmente. Los motores de CC con escobillas generalmente funcionan a una velocidad constante después del arranque, y su regulación de velocidad no es muy fácil. El motor de excitación en serie también puede alcanzar las 20.000 rpm, pero la vida útil será relativamente corta.

Estructura simple, bajo costo y fácil mantenimiento de motores DC con escobillas

El mecanismo del motor de CC con escobillas es simple y fácil de controlar, ya que puede funcionar sin circuito de control. Es fácil de producir y procesar, por lo que el costo es bajo. Si el motor de CC con escobillas falla, solo necesita reemplazar las escobillas de carbón, lo cual es fácil de reparar. El motor de CC sin escobillas tiene imanes permanentes en el rotor y necesita el control del circuito para su funcionamiento, por lo que el costo es alto. Los motores de CC sin escobillas solo se pueden reemplazar si están dañados.

Respuesta de arranque rápida y alto par de arranque de motores CC con escobillas

Los motores de CC con escobillas tienen una respuesta de arranque rápida, un par de arranque alto, una velocidad variable suave, casi no se siente vibración de cero a la velocidad máxima y pueden impulsar una carga más grande al arrancar. Los motores de CC sin escobillas tienen una gran resistencia de arranque (resistencia inductiva), por lo que el factor de potencia es pequeño, el par de arranque es relativamente pequeño, hay un zumbido y una fuerte vibración al arrancar, y la carga impulsada al arrancar es menor.

Funcionamiento suave y excelente arranque y frenado de motores CC con escobillas

La regulación de velocidad de los motores de CC con escobillas se realiza a través de la regulación de voltaje, por lo que funcionan sin problemas en el arranque y el frenado, y también sin problemas en operación de velocidad constante. En primer lugar, la CA se convierte en CC, luego la CC se convierte en CA y la velocidad se controla mediante el cambio de frecuencia, por lo que los motores de CC sin escobillas funcionan de manera inestable y vibran mucho al arrancar y frenar, y solo funcionan sin problemas cuando la velocidad es constante.

Alta precisión de control de motores CC con escobillas

Los motores de CC con escobillas generalmente se usan junto con cajas de engranajes y codificadores para brindar a los motores una mayor potencia de salida y una mayor precisión de control. La precisión del control puede alcanzar los 0,01 mm, lo que permite que las piezas móviles se detengan casi en cualquier lugar que desee. Todas las máquinas herramienta de precisión utilizan motores de CC para controlar la precisión. Sin embargo, los motores de CC sin escobillas no son suaves en el arranque y el frenado, por lo que las partes móviles se detienen en diferentes posiciones cada vez y deben detenerse en la posición deseada colocando pasadores o limitadores.

Ahorro de energía y respetuoso con el medio ambiente de los motores de CC sin escobillas

En términos relativos, los motores de CC sin escobillas controlados con conversión de frecuencia serán más eficientes energéticamente que los motores excitados en serie, siendo los ejemplos más típicos los acondicionadores de aire y los refrigeradores con inversor.

Resumen de diferencias