Máximo par en continuo de los motores brushless

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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

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

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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

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Tensión nominal del motor brushless

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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

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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.

Seguimos explorando Marte. ESA

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Medida del par para vencer la fricción con dinamómetro. Cargas rotatorias brushless motor.

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Medida de fuerza rotatoria con dinamómetro de un brushless motor

Un dinamómetro puede ser un simple peso de cocina (de los de muelle). Atamos el dinámometro a la carga con un cordel y empezamos a tirar suavemente hasta que la carga empieze a desplazarse lentamente. En ese momento registramos el peso que marca en gramos o Kg. que, multiplicado por el radio de la polea, nos dará el par de fricción.

Este es el par de fricción, ó resistencia, que deberá vencer el brushless motor antes de poder acelerar.

Click para ver detalle brushless motor

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Ejemplo: una fuerza de 1 kg (1 kg = 10 Newton) con un diámetro d de polea de 10 cm. (radio r = 5 cm) .

Es un par de 5 kgcm, aproximadamente 500 mNm.

Como elegir un motor brushless

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La elección de los tipos de motor brushless se realiza en función del par requerido.

Por un lado hay que considerar el pico de par Mmax, y por el otro el par efectivo (medio) MRMS.

El funcionamiento en continuo se caracteriza por un solo punto de trabajo (MB, nB). Los tipos de brushless motor en cuestión, deben tener un par nominal (= max. par en continuo) MN mayor que el par de funcionamiento MB.

Mn >MB

En funcionamiento cíclico, como aplicaciones de arranque y parada, el par nominal del motor sin escobillas debe ser mayor que el par efectivo de la carga (media cuadrática). Esto evita que el motor sufra un sobrecalentamiento.

Mn > MRMS

El par de arranque del motor brushless seleccionado normalmente debería ser superior al par máximo de la carga.

Ma >Mmax

Selección del bobinado: requerimientos eléctricos

A la hora de elegir el bobinado, hay que asegurarse de que el voltaje aplicado directamente al motor  es suficiente para alcanzar la velocidad, rpm, deseada en todos los puntos de funcionamiento.

Cremallera motor brushless

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Rango de funcionamiento recomendado en motores sin escobillas

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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