Cómo elegir un motor BLDC adecuado

Motores CC sin escobillas(BLDC) se utilizan ampliamente en automatización industrial, automoción, equipos médicos, inteligencia artificial y otras industrias debido a su larga vida útil, bajo nivel de ruido y alto par. Los BLDC vienen en una amplia gama de tamaños y tipos y, en la práctica, Es necesario elegir el motor BLDC adecuado para cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación. En este blog, SIT presentará cómo elegir el motor BLDC adecuado para su aplicación.

 

1. Seleccione el tipo de motor BLDC correcto

Según su estructura, los motores CC sin escobillas se pueden dividir en dos tipos: tipo Inrunner y tipo Outrunner. Básicamente, funcionan según el mismo principio pero tienen diferentes ventajas y limitaciones. Los motores Inrunner BLDC colocan el estator (elemento fijo) en el exterior y el rotor (elemento giratorio) en el interior, con el rotor girando dentro del estator. Los motores Outrunner BLDC tienen el diseño opuesto: el estator está colocado en el interior, el rotor en el exterior y el rotor externo gira alrededor del estator en el centro. En comparación, los motores sin escobillas Inrunner tienen un diámetro más pequeño y son más rápidos, lo que los hace más adecuados para aplicaciones de alta velocidad, mientras que los motores sin escobillas Outrunner tienen un diámetro mayor y una mejor disipación de calor, lo que facilita el uso de par a baja velocidad y es adecuado para bajas -Aplicaciones de velocidad.

 

 

Según si tienen sensores o no, los motores BLDC también se dividen en motores BLDC con sensores y motores BLDC sin sensores. La elección entre ellos suele depender del coste. Los motores sin sensores se utilizan cada vez más en aplicaciones como aplicaciones de motores de velocidad variable de bajo costo, como ventiladores, compresores de refrigeradores, acondicionadores de aire y herramientas de jardín. Sin embargo, las aplicaciones que requieren un par elevado en el arranque, como herramientas eléctricas como bicicletas eléctricas y pedelecs, requieren el uso de motores con sensores.

 

Además, en términos de materiales, damos prioridad a los motores BLDC de ferrita con alta eficiencia, bajo precio y bajo aumento de temperatura. Los motores BLDC de Alnico o los motores BLDC de tierras raras deben considerarse solo en el caso de requisitos de rendimiento estrictos, tamaño pequeño y temperatura ambiente alta.

 

2. Parámetros de rendimiento clave para la selección del motor

Al seleccionar un motor CC sin escobillas, los parámetros son uno de los factores de selección más importantes. Entre ellos, los tres parámetros de rendimiento más importantes son el par, la velocidad y la potencia.

 

2.1 Par

El par del motor, en términos simples, es el tamaño de la fuerza de rotación del motor, que refleja la capacidad de carga del motor: cuanto mayor sea el par, mayor será la carga que el motor puede soportar y mejor será el rendimiento del motor en comparación.

 

En la práctica, sin embargo, debemos considerar el par máximo requerido para la aplicación, que se puede obtener sumando el par del motor, el momento de inercia y la fricción. Además, hay algunos factores adicionales que afectan el par máximo requerido, por ejemplo, la resistencia del entrehierro, etc., que requieren un margen de par de al menos el 20%.

 

Además del par máximo de demanda, también se debe considerar el par cuadrático (RMS) del motor. El RMS se puede aproximar como el par de salida continuo requerido para la aplicación real. Está determinado por una serie de factores: par máximo, par de carga, momento de inercia, aceleración, desaceleración y tiempo de ejecución.

 

2.2 Velocidad de rotación

La velocidad de rotación del motor está estrechamente relacionada con la aplicación; por ejemplo, la velocidad de rotación del motor determinará directamente la velocidad de vuelo del dron. Por tanto, a la hora de seleccionar un motor, las RPM son una consideración indispensable.

 

La velocidad del motor está representada por el valor KV, KV - revoluciones por voltio o RPM/V, que indica cuántas veces girará el motor por voltio. La velocidad máxima (RPM) de un motor se puede determinar simplemente multiplicando el valor KV por el voltaje de la batería.

 

RPM=KV * V (tensión de alimentación)

 

Según la fórmula, la velocidad de un motor sin escobillas está teóricamente relacionada linealmente con el voltaje. El valor KV es la cantidad en la que aumentan las RPM del motor por cada aumento de voltio en el voltaje. Si el voltaje aumenta, el motor gira más rápido.

 

Las bicicletas eléctricas típicas giran a unos pocos cientos de RPM, y los vehículos eléctricos giran un poco más, hasta unos pocos miles de RPM o incluso decenas de miles de RPM. Si se requiere una velocidad de salida muy baja, es necesario considerar si conviene combinarlo con una caja reductora y con qué tipo de caja.

 

Además, en algunas condiciones de aplicación, también debemos considerar el rango de ajuste de velocidad. Por ejemplo, el requisito de velocidad del secador de pelo es que la diferencia entre la velocidad máxima y la velocidad promedio no sea grande, es decir, el rango de velocidad del motor es pequeño; mientras que en algunos sistemas de posicionamiento punto a punto, como cintas transportadoras y sistemas de brazos robóticos, se requieren motores con un amplio rango de velocidades.

 

2.3 Poder

La potencia del motor debe seleccionarse de acuerdo con la potencia requerida por la maquinaria de aplicación y tratar de hacer funcionar el motor con la carga nominal. Se deben tener en cuenta los dos puntos siguientes al seleccionar

 

Si la potencia del motor se selecciona demasiado pequeña, provocará que el motor se sobrecargue durante un largo período de tiempo, lo que provocará fenómenos de calentamiento del motor, vibración, caída de velocidad, sonido anormal, etc. En casos graves, el motor Incluso será quemado.

 

Si la potencia del motor se selecciona demasiado grande, su potencia mecánica de salida no se puede utilizar por completo y el factor de potencia y la eficiencia no son altos, no sólo para el usuario y la red no es buena, sino que también causa un desperdicio de energía.

 

Por tanto, es muy importante elegir un motor con una potencia razonable según las necesidades de la aplicación. Podemos elegir un motor utilizando la fórmula para calcular los valores de tres parámetros: potencia, par y velocidad.

 

Potencia (W)=Velocidad (RPM) * Par (Nm) / 9,55

 

Por ejemplo, si quieres seleccionar un motor de 120W, ¿cómo lo haces? En primer lugar, puede verificar las RPM y luego puede verificar cuánto torque requiere la carga. Por ejemplo, si la velocidad es de 3000 RPM y el par es de solo 0,3 NM, de acuerdo con la fórmula anterior, W=RPM*NM/9.55=90, es decir, se confirma que la potencia máxima es de 90 W. , entonces elegir un motor de 100W debería estar bien. Sin embargo, si el entorno de la aplicación es severo o el tiempo de funcionamiento continuo es más largo, entonces puede elegir 125W, el margen será un poco mayor y más seguro.

 

Además de los tres parámetros principales anteriores, según los requisitos de la aplicación, también puede ser necesario considerar el voltaje del motor, la corriente, la resistencia al agua, etc.

 

2.4 Voltaje

 

El voltaje nominal de un motor de CC indica el voltaje más eficiente para su funcionamiento. Es necesario asegurarse de que la tensión aplicada por la aplicación sea adecuada a la tensión nominal del motor; si el voltaje es demasiado pequeño, el motor no funcionará, mientras que si se aplica demasiado voltaje, se producirá un cortocircuito en los devanados, lo que provocará una pérdida de energía o un daño total al motor.

 

2,5 actual

La corriente es la potencia para impulsar el motor y demasiada corriente puede dañar el motor. Para los motores de CC, la corriente de funcionamiento y la corriente de parada son importantes. La corriente de funcionamiento es la corriente promedio que se espera que consuma el motor con un par típico. La corriente de calado aplicará suficiente par para hacer funcionar el motor a calado o 0 RPM.

 

2.6 Clasificación de impermeabilidad

 

El grado de protección de un motor sin escobillas se indica mediante IP más un número; cuanto mayor sea el número, mayor será el grado de impermeabilidad.

 

3. Definir los objetivos de la aplicación.

 

Para diferentes aplicaciones, los motores CC sin escobillas tendrán diferentes diseños y métodos de accionamiento, lo que hace que la selección sea muy compleja. Para simplificar la selección del motor, debemos definir los requisitos básicos en función del uso del motor.

 

No	Campo de aplicación principal	Ejemplos de aplicación	Requisitos
1	Automatización industrial	Robots industriales, grandes ventiladores de techo industriales, grandes bombas de agua industriales.	Alto par de arranque, estructura simple, bajo precio, alta confiabilidad, fácil mantenimiento, etc.
2	Auto	Motor de tracción, asiento eléctrico, elevalunas eléctricos, espejos eléctricos, bomba de agua, bomba de combustible, etc.	Velocidad ultraalta, peso reducido, ajuste amplio
3	herramienta electrica	Taladradoras, sierras circulares, rectificadoras, péndulos	Alta potencia, alta velocidad, etc.
4	Equipo de rehabilitación médica	Ventiladores, camas médicas, sillas de ruedas eléctricas, sillones de masaje, etc.	Amplio rango de ajuste, tamaño pequeño, larga vida, bajo nivel de ruido, etc.
5	Electrodoméstico	Refrigerador, lavadora, secadora, aspiradora, ventilador de techo, etc.	baja potencia, etc.
6	Productos de cuidado personal	Secadores de pelo, aparatos de belleza, rizadores. etc.	Alto nivel de aislamiento, bajo nivel de ruido, buena disipación de calor, etc.
7	Herramientas de jardín	cortadoras de césped, sopladores de hojas, podadoras eléctricas. etc.	Alta potencia y larga duración, etc.
8	otro	drones, bicitaxis y máquinas de videovigilancia. etc.	Depende de la situación

 

La selección de BLDC es un proceso de análisis integral del sistema, que requiere equilibrar todos los aspectos de la selección del motor de acuerdo con los requisitos de la aplicación. SIT es uno de losProveedores de motores BLDCen China. Contamos con un equipo de ingeniería experimentado que puede ayudarlo a encontrar la mejor solución para sus aplicaciones. Si tiene algún requisito para el motor, no dude en contactarnos.