¿Por qué no se ha reemplazado por completo el motor de escobillas de CC?

Desde el nacimiento del motor de CC sin escobillas, el "antiguo" motor sin escobillas ha comenzado a decaer, pero sigue siendo una opción confiable para aplicaciones de bajo costo.

La estructura principal del motor de cepillo es el estator más el rotor más el cepillo, a través del campo magnético giratorio para obtener el par de rotación, a fin de generar energía cinética. La escobilla y el conmutador entran en contacto constantemente con fricción, desempeñando un papel conductor y de transferencia en la rotación. El salto en la dirección del polo se logra moviendo un contacto en una posición fija que luego se conecta con respecto al contacto eléctrico en el rotor del motor. Este contacto fijo suele estar hecho de grafito. En comparación con el cobre u otros metales, el grafito no se fusiona ni suelda con el contacto giratorio durante un cortocircuito de gran corriente o un circuito abierto/arranque, y el contacto suele tener un resorte, por lo que se puede obtener una presión de contacto continua. En el motor sin escobillas, el trabajo de reemplazo lo completa el circuito de control en el controlador (generalmente sensor Hall más controlador, y la tecnología más avanzada es el codificador magnético). La estructura principal del motor sin escobillas incluye el rotor, el estator, el controlador del motor y el sensor. El estator y el sensor están fijados a la carcasa del motor y el rotor está conectado al interior del motor a través de un cojinete axial. Dentro del rotor, hay un grupo de imanes permanentes y orificios de acceso axial instalados para drenar el calor del rotor a través del aire. Durante el funcionamiento del motor sin escobillas, el controlador del motor recibe la señal de potencial leída por el sensor del rotor y determina en consecuencia la posición y la velocidad del rotor. Luego, el controlador del motor envía una serie de señales de corriente al devanado del estator para motivar la interacción del campo magnético entre el imán permanente del rotor y el devanado del estator. A través de esta interacción, el motor sin escobillas puede convertir la energía eléctrica en energía mecánica y generar la velocidad y el par correspondientes.

De hecho, el control de los dos tipos de motores es la regulación de voltaje, pero debido a que el DC sin escobillas utiliza conmutación electrónica, debe haber un control digital que se pueda lograr, y el DC con escobillas se realiza a través de la conmutación de escobillas de carbón, el uso de control de silicio. Y se pueden controlar otros circuitos analógicos tradicionales, relativamente simples.

Un micromotor de CC con escobillas es un motor tradicional con un cepillo giratorio, que está conectado al rotor dentro del motor, lo que permite que el rotor gire y accione la máquina. El motor sin escobillas no tiene escobillas y tiene un polo magnético discreto dentro del rotor. Las velocidades con y sin escobillas también son diferentes. El modo de regulación de velocidad del micromotor de CC del cepillo es cambiar la posición del cepillo cambiando el tamaño de la superficie de contacto entre el cepillo y el rotor, y luego cambiar la velocidad del motor. Su modo de regulación de velocidad no es muy flexible y es fácil eliminar el desgaste del núcleo y los problemas de deformación, lo que afecta la estabilidad del sistema. Por el contrario, el motor sin escobillas tiene más modo de regulación de velocidad. En el sistema de control del motor sin escobillas, la regulación de velocidad se puede controlar automáticamente controlando la corriente y el voltaje del motor. Debido a que el rotor dentro del motor sin escobillas es muy estable, se puede lograr un control de velocidad y de par de alta precisión. Además, el motor sin escobillas no necesita mantenimiento de reemplazo del núcleo del cepillo, lo que ahorra costos de producción y costos de mantenimiento.

El motor del cepillo siempre mantiene las siguientes ventajas absolutas en las filas de muchos motores de alta gama.

1. Su estructura tiene solo un rotor, un estator y un grupo de escobillas, que no necesita una estructura mecánica compleja ni un circuito de control, y el costo de fabricación es relativamente bajo. Al mismo tiempo, tomemos como ejemplo la corriente principal actual: su desarrollo tecnológico tiene una historia de décadas, la tecnología está madura y el ciclo de investigación y desarrollo también es corto. Esta tecnología madura proporciona una garantía técnica segura para las empresas manufactureras, es fácil de mantener y reduce los costos de mantenimiento y el riesgo de fallas. El rendimiento de los productos fabricados también se está volviendo más estable y más popular en el mercado. Finalmente, después de años de acumulación técnica y experiencia práctica, el rendimiento ha alcanzado un nivel relativamente estable y excelente. La introducción e innovación de nuevas tecnologías promueven constantemente el desarrollo de la industria de motores de escobillas y mejoran la calidad y eficiencia de los productos.

2. Velocidad de respuesta rápida, alto par de arranque. En primer lugar, la parte del rotor está compuesta por el cepillo y la bobina de potencia. Cuando la corriente pasa a través de la bobina, se produce un campo magnético que atrae la escobilla y hace que el rotor gire. Debido a que la fricción entre la escobilla y la bobina es pequeña, el rotor tiene menos inercia y una respuesta más rápida. En segundo lugar, el flujo de corriente es controlable durante el inicio. Cuando se enciende la fuente de alimentación, el par de arranque del motor se puede controlar cambiando la dirección y el tamaño de la corriente. Esta característica y modo de control le permite lograr un arranque de alto par en muy poco tiempo para satisfacer las necesidades de algunas aplicaciones especiales.

3. Funcionamiento suave, buen efecto de arranque y frenado. Su velocidad se puede ajustar con el voltaje de suministro, lo que le permite controlar con precisión la velocidad de funcionamiento para lograr un funcionamiento suave. Además, la inercia es relativamente pequeña, por lo que su rendimiento de respuesta de velocidad es excelente y puede ajustar la velocidad rápidamente. En segundo lugar, el modo de excitación electromagnética puede hacer que produzca un gran par de arranque, por lo que puede acelerar rápidamente en muy poco tiempo, lo que también es una de las razones de su buen efecto de arranque. Al mismo tiempo, se puede lograr un frenado rápido mediante la fuerza electromotriz inversa y no hay otros problemas comunes del motor en el proceso de frenado, como marcha atrás o parpadeo. Finalmente, el pequeño espacio entre las escobillas del rotor del motor y el controlador del motor garantiza que el motor mantenga conexiones eléctricas eficientes en todo momento. Esto significa que puede generar momentos inmediatos cuando se necesita una respuesta, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren arranques y paradas frecuentes, como algunos equipos de automatización.

4. Alta precisión de control. Generalmente se usa junto con el reductor, decodificador, para hacer que la potencia de salida del motor sea mayor, mayor precisión de control, la precisión del control puede alcanzar 0.01 mm, casi puede permitir que las piezas móviles se detengan donde desee. En el eje del motor se instalan sensores de posición, como sensores Hall o codificadores, para controlar la velocidad y la posición del motor. Estos sensores pueden medir con mucha precisión el estado de funcionamiento real del motor y proporcionar señales de retroalimentación al controlador. El controlador se puede corregir oportunamente en función de estas señales para mejorar la precisión y la estabilidad del control.

5. Sin cepillo, motor sin escobillas de baja interferencia para quitar el cepillo, el cambio más directo es que no se genera chispa en funcionamiento, lo que reduce en gran medida la interferencia de la chispa al equipo de radio de control remoto.

6. Bajo nivel de ruido, funcionamiento suave del motor sin escobillas, fricción de funcionamiento muy reducida, funcionamiento suave, el ruido será mucho menor, esta ventaja es un gran apoyo para la estabilidad del modelo.

7. Larga vida útil, bajo costo de mantenimiento, menos cepillo, el desgaste del motor sin escobillas se produce principalmente en el rodamiento. Desde el punto de vista mecánico, el motor sin escobillas es casi un motor sin mantenimiento; cuando es necesario, solo es necesario realizar un poco de mantenimiento para eliminar el polvo.

En su forma básica, los motores BLDC son modelos de elegancia y simplicidad. De hecho, muchas de las herramientas científicas básicas disponibles para los jóvenes utilizan un simple motor de trefilado para mostrar los principios básicos de la electricidad y el magnetismo y cómo las interacciones entre ellos producen un movimiento efectivo. En la práctica, la mayoría de los motores de CC son más que una simple combinación de dos versiones simples de los polos de la armadura. Entre otros beneficios, más polos permiten que el motor arranque de manera más confiable desde cualquier ángulo de rotación (la versión simple tiene dos pequeñas zonas muertas). Además, un motor de este tipo no permite el paso de corriente de cortocircuito transitoria, algunos sistemas permiten que pasen dos corrientes de cortocircuito por vuelta, pero muchos sistemas no pueden hacerlo. La bobina de excitación del estator tiene varias configuraciones. Las configuraciones más comunes son el devanado en serie, el devanado en derivación y el devanado compuesto (una combinación de serie y en derivación). En el motor de bobinado en serie, la bobina de excitación está conectada con la bobina del inducido (mediante una escobilla); en el motor de bobinado en derivación, la bobina de excitación está conectada en paralelo con la bobina del inducido ("shunt" es otra expresión para "paralelo").

A pesar de las muchas ventajas de los motores BLDC, los motores con escobillas todavía están disponibles y su rendimiento está mejorando gradualmente. Si bien la forma en que está diseñado el motor permanece relativamente sin cambios en muchos aspectos, hay dos avances importantes: el uso generalizado de imanes permanentes y el uso de circuitos integrados e interruptores electrónicos para el accionamiento de la bobina y la retroalimentación funcional. Aunque el motor sin escobillas puede funcionar directamente a través de una fuente de alimentación de CC, el uso del dispositivo de accionamiento "adecuado" proporciona no sólo la corriente de accionamiento necesaria sino también la variedad de funciones de protección requeridas para casi todos los subsistemas del motor. Sin lugar a dudas, los motores con escobillas de CC han sido reemplazados en gran medida por motores sin escobillas controlados electrónicamente debido a muchas razones técnicas confiables. Sin embargo, tener un motor de cepillo sigue siendo una solución eficaz en casos de aplicaciones de bajo coste o requisitos limitados.

Los anteriores son algunos conocimientos profesionales sobre motores de cepillos que son difíciles de reemplazar por completo con motores VSD. Para obtener información más relevante, por favor contáctenos.