Los motores BLDC ( motores de corriente continua sin escobillas ) son motores en los que se han eliminado las escobillas y el colector de los motores de corriente continua tradicionales, y que giran gracias a un control electrónico.Gracias a características como su larga vida útil, su bajo nivel de ruido y su alta eficiencia energética, su uso se está extendiendo en un amplio abanico de sectores, como los electrodomésticos, la maquinaria industrial y los componentes para automóviles. Por otro lado, hay que tener en cuenta algunos aspectos a la hora de implantarlos, como que necesitan un circuito de control específico para su funcionamiento.
En este artículo te explicamos la estructura básica y el principio de funcionamiento de los motores BLDC, en qué se diferencian de los motores de CC con escobillas, cuáles son sus ventajas y aspectos a tener en cuenta, y cuáles son sus aplicaciones más habituales. Es una guía útil para cuando tengas que elegir un motor.
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Estructura básica y principio de funcionamiento del motor BLDC
Para entender las características de los motores BLDC, primero hay que conocer bien los fundamentos de su estructura y su principio de funcionamiento.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Definición y componentes del motor BLDC
- Cómo funciona un motor BLDC
- La diferencia entre el tipo de rotor interno y el de rotor externo
A continuación, te voy a explicar paso a paso los distintos componentes de un motor BLDC, su funcionamiento y su clasificación según su estructura.
Definición y componentes del motor BLDC
Las siglas «BLDC» de los motores BLDC significan «Brushless Direct Current», es decir, motor de corriente continua sin escobillas.Los motores BLDC se dividen, a grandes rasgos, en dos tipos: los de rotor interno y los de rotor externo. En el caso de los micromotores, lo más habitual es el tipo de rotor interno, en el que se colocan imanes permanentes en el rotor y bobinas en el estator.
Los motores BLDC tienen como característica estructural que la disposición del estator y el rotor es inversa a la de los motores de corriente continua con escobillas.Como el rotor lleva imanes permanentes y el estator tiene bobinas, no hace falta que pase corriente por el rotor, así que no se necesitan escobillas ni colector. En su lugar, se acciona mediante un circuito electrónico externo que controla la activación de las bobinas.
Cómo funciona un motor BLDC
El mecanismo de rotación de un motor BLDC se basa en el control de la corriente que circula por las tres bobinas (fases U, V y W) situadas en el estator. El circuito inversor cambia la dirección y la sincronización de la corriente que fluye por las bobinas, generando así un campo magnético giratorio. La estructura funciona de tal forma que los imanes permanentes del rotor son atraídos por este campo magnético giratorio y comienzan a girar.Para cambiar la dirección de la corriente se necesita un procesamiento de datos, como el de un microcontrolador, que controla la alimentación en el momento óptimo mientras detecta la posición del rotor mediante sensores Hall u otros dispositivos. Una característica distintiva del funcionamiento de los motores BLDC es que, a diferencia de los motores de corriente continua con escobillas, no empiezan a girar simplemente conectándolos directamente a la fuente de alimentación.
La diferencia entre los modelos de rotor interno y los de rotor externo
Los motores BLDC se clasifican en dos tipos según la disposición del rotor y el estator: los de rotor interno y los de rotor externo. Las principales diferencias son las siguientes:
| Categoría | Tipo de rotor interno | Tipo de rotor exterior |
| Posición del rotor | Interior | Exterior |
| Características de tamaño | Ideal para la miniaturización | Gran libertad en el diseño de los imanes |
| Momento de inercia | Pequeño | Grande |
| Controlabilidad | Alta | Bastante baja |
| Usos habituales | Equipos de precisión y equipos industriales | Ventiladores y unidades de disco |
El tipo de rotor interno es ideal para reducir el tamaño, ya que el rotor está en el interior, y permite un control con gran capacidad de respuesta gracias a su bajo momento de inercia.Por otro lado, en el tipo de rotor externo, el rotor está situado en el exterior, lo que ofrece mayor flexibilidad en cuanto al tamaño y la disposición de los imanes, y resulta adecuado para aplicaciones en las que se requiere una velocidad constante, como los ventiladores. Elegir la estructura adecuada según el uso es fundamental para sacar el máximo partido al rendimiento del motor.
Diferencias y aspectos a tener en cuenta con respecto a los motores de corriente continua con escobillas
Los motores BLDC tienen varias ventajas técnicas en cuanto a vida útil, eficiencia y ruido en comparación con los motores de corriente continua con escobillas.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- No se desgastan las escobillas y duran más
- Tiene una excelente eficiencia en la conversión de energía
- Se necesita un circuito de accionamiento y eso hace que haya diferencias de coste
No solo veremos las ventajas, sino que también analizaremos la necesidad de un circuito de control y los aspectos a tener en cuenta en cuanto a los costes.
No se desgastan las escobillas y duran más
Los motores BLDC no tienen puntos de contacto entre las escobillas y el colector, por lo que son menos propensos al desgaste y tienen una estructura que les confiere una larga vida útil. A continuación te mostramos una comparación de su vida útil aproximada.
| Elemento | Motor de corriente continua con escobillas | Motor BLDC |
| Vida útil aproximada | De unos cientos a unos miles de horas | De unas decenas de miles a unas cientos de miles de horas |
| Desgaste de las escobillas | Sí (hay que cambiarlas) | No |
| Formación de chispas | Sí | No |
| Ruido eléctrico | Grande | Pequeño |
En los motores de corriente continua con escobillas, el contacto entre las escobillas y el colector genera chispas, lo que provoca ruido eléctrico en los componentes electrónicos cercanos. Los motores BLDC tienen menos contacto mecánico, por lo que se reduce la generación de chispas y ruido, y son ideales para usarlos con aparatos de precisión que se ven fácilmente afectados por el ruido.
Tiene una excelente eficiencia en la conversión de energía
La razón por la que los motores BLDC tienen una alta eficiencia en la conversión de energía radica en su diseño, que evita las pérdidas de energía debidas a la resistencia de contacto de las escobillas. En los motores de corriente continua con escobillas, se genera resistencia eléctrica en el punto de contacto entre las escobillas y el conmutador, y la caída de tensión en esa zona es una de las causas de la pérdida de energía. Como los motores BLDC no tienen escobillas, pueden convertir la energía de entrada en energía de rotación de forma más eficiente.
Se necesita un circuito de accionamiento y eso hace que haya diferencias de coste
Sin embargo, como no hay que cambiarlas por desgaste de las escobillas y tienen una vida útil larga, no es raro que resulten más rentables en términos de coste total —incluidos los de mantenimiento— en aplicaciones de funcionamiento continuo. A la hora de instalarlas, hay que tener en cuenta tanto el coste inicial como los costes de funcionamiento.
Principales aplicaciones de los motores BLDC y aspectos clave para su selección
Los motores BLDC, gracias a su larga vida útil, su bajo nivel de ruido y su alta eficiencia energética, se utilizan en una amplia variedad de sectores, desde los electrodomésticos hasta la maquinaria industrial.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Ejemplos típicos de aplicación de los motores BLDC
- El contexto en el que se está produciendo el cambio de los modelos con cepillo
- Cómo elegir el motor adecuado para cada aplicación
En los últimos años, debido a la necesidad de ahorrar energía y mejorar la fiabilidad, se está acelerando la sustitución de los motores de corriente continua con escobillas. Vamos a ver algunos ejemplos de aplicación y los criterios de selección.
Ejemplos típicos de aplicación de motores BLDC
Los ejemplos de uso de los motores BLDC se están extendiendo a sectores como el de los electrodomésticos, el industrial, el médico y el automovilístico. Estas son algunas de sus aplicaciones más habituales:
| Ámbitos | Principales casos de aplicación |
| Electrodomésticos | Accionamiento de ventiladores de aire acondicionado y frigoríficos, transmisión directa en lavadoras, ventiladores y aspiradoras |
| Equipos industriales | Motores de desplazamiento para robots, como los AGV, equipos de logística y cabrestantes |
| Equipos médicos | Bombas de sangre, respiradores artificiales, ECMO |
| Automóvil | Componentes que están siempre en movimiento, como la dirección asistida y el estabilizador activo |
| Otros | Hélices de drones, control de cardanes, herramientas eléctricas |
En el sector de los electrodomésticos, cada vez hay más modelos de ventiladores que incorporan motores BLDC y que combinan un funcionamiento silencioso con un bajo consumo energético. En los sectores industrial y médico, su uso también se está extendiendo en equipos que requieren una gran fiabilidad, como las bombas de sangre o los respiradores artificiales.
El contexto en el que avanza la sustitución de los modelos con cepillo
Detrás de la creciente sustitución por motores BLDC está la creciente demanda de ahorro energético y de una mayor fiabilidad de los equipos. En los motores de corriente continua con escobillas, el desgaste de las escobillas y del colector obligaba a realizar mantenimiento y a cambiar piezas, pero los motores BLDC resuelven el problema del desgaste de las escobillas y se considera que ofrecen grandes ventajas, sobre todo en aplicaciones de uso continuo.
Además, aparte de su larga vida útil y el bajo mantenimiento que requieren, el endurecimiento de las normativas de ahorro energético y la creciente necesidad de que los productos funcionen durante largos periodos de tiempo son factores que impulsan la sustitución por motores BLDC. Se prevé que el ámbito de aplicación de los motores BLDC se amplíe aún más en el futuro, empezando por los equipos médicos y los componentes de automoción, donde se exige una gran estabilidad.
Cómo elegir el motor adecuado para cada aplicación
A la hora de plantearte la incorporación de un motor BLDC, lo habitual es empezar por definir bien los requisitos de tu producto y, a partir de ahí, elegir las especificaciones del motor. Estos son los aspectos principales que debes tener en cuenta a la hora de elegirlo:
[Aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un motor]
- Par y revoluciones necesarios
- Restricciones de tamaño, como el diámetro exterior y la longitud del motor
- Sistema de control (presencia o ausencia de sensores, precisión del control)
- Condiciones de uso (temperatura, vibraciones, tiempo de funcionamiento continuo)
Dependiendo de la aplicación, puede que no sea un motor BLDC lo más adecuado, sino otro tipo de motor de corriente continua, como uno sin núcleo. Por ejemplo, en aplicaciones con poca frecuencia de uso en las que se busca reducir costes, a veces lo mejor es un motor de corriente continua con escobillas, así que no siempre el motor BLDC es la solución óptima.
En C.I. Takiron nos dedicamos al diseño y desarrollo de motores de corriente continua de pequeño tamaño, como motores sin núcleo, motores sin escobillas, motores con engranajes y encoders, y te proponemos el motor más adecuado según tu aplicación y requisitos. Si tienes alguna duda sobre la elección del motor, puedes ponerte en contacto con nosotros a través del formulario de contacto.
Resumen
Los motores BLDC son motores que prescinden de escobillas y colector, y que giran gracias a un control electrónico. Como no sufren desgaste de las escobillas, tienen una vida útil larga, ofrecen una excelente eficiencia en la conversión de energía y generan poco ruido eléctrico, su uso se está extendiendo en una amplia gama de sectores, desde electrodomésticos hasta maquinaria industrial, equipos médicos y componentes para automóviles.
Por otro lado, para su funcionamiento se necesitan circuitos de control, como inversores o microcontroladores, lo que hace que el coste inicial del sistema sea más elevado en comparación con los motores de CC con escobillas; este es un aspecto que hay que tener en cuenta a la hora de implantarlos.A la hora de elegir un motor, hay que tener en cuenta requisitos como el par, las revoluciones, el tamaño y el entorno de uso, y comparar no solo los motores BLDC, sino también otras opciones, como los motores sin núcleo.
Información sobre productos y consultas
Puedes consultar más detalles sobre los micromotores de C.I. Takiron en la siguiente página web.
- Página web del producto: https://cik-ele.com/
- Motores sin núcleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motores sin escobillas: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motorreductor: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Codificador: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Si tienes alguna duda a la hora de elegir un motor pequeño para el desarrollo de tus productos, no dudes en ponerte en contacto con nosotros a través del formulario de consulta. Nuestro equipo técnico analizará el uso y los requisitos que necesitas y te propondrá la solución más adecuada.
- Consultas: https://cik-ele.com/contact/
