En el desarrollo de equipos industriales, médicos y de precisión, la elección del motor es un factor clave que influye en el rendimiento del producto.
En los últimos años, ha crecido el interés por los motores sin escobillas, que son muy eficientes y duraderos, y cada vez son más los ingenieros que se plantean sustituirlos por los motores con escobillas tradicionales. Sin embargo, para determinar cuáles son las diferencias concretas con respecto a los motores con escobillas y valorar si se pueden aplicar a tus productos, necesitas fundamentos técnicos y datos.
En este artículo te explicamos desde la estructura básica y el principio de funcionamiento de los motores sin escobillas, pasando por una comparación detallada con los motores con escobillas, hasta las ventajas y desventajas según su uso y los aspectos clave a tener en cuenta a la hora de elegir uno en cada sector industrial. Hemos recopilado la información técnica necesaria para que puedas tomar una decisión informada y te sirva de guía a la hora de elegir un motor de gran fiabilidad.
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Estructura básica y principio de funcionamiento de los motores sin escobillas
Los motores sin escobillas, a diferencia de los motores tradicionales con escobillas, se caracterizan por una estructura que no incluye piezas de contacto mecánico, como las escobillas y el conmutador. En su lugar, controlan la rotación cambiando la dirección de la corriente mediante circuitos electrónicos.Gracias a esta estructura, a diferencia de los motores con escobillas, la vida útil de los motores sin escobillas no depende del desgaste de estas, lo que permite un funcionamiento duradero y de alta eficiencia. A continuación, te explicamos el funcionamiento básico de los motores sin escobillas desde tres perspectivas diferentes.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- ¿Qué es un motor sin escobillas?
- Diferencias estructurales con respecto a los motores con escobillas
- Principio de funcionamiento de los motores sin escobillas
Si entiendes estos conceptos básicos, podrás valorar con mayor precisión si se pueden aplicar a tus productos.
¿Qué es un motor sin escobillas?
Un motor sin escobillas es, tal y como su nombre indica, un motor que gira sin usar escobillas. En los motores con escobillas, el paso de la corriente por las bobinas se controlaba mediante contacto físico, mientras que en los motores sin escobillas la dirección de la corriente se controla mediante un circuito electrónico.
Como no tiene piezas que se desgasten, como las escobillas y el colector, no necesita mantenimiento y mantiene un rendimiento estable durante mucho tiempo, por lo que se usa mucho en aplicaciones que exigen una gran fiabilidad, como los dispositivos médicos y los robots industriales.
Diferencias estructurales con respecto a los motores con escobillas
Los motores con escobillas suelen tener una estructura en la que las bobinas están en el rotor y los imanes permanentes en el estator. Por su parte, la estructura de nuestros motores sin escobillas consiste en colocar los imanes permanentes en el rotor y las bobinas en el estator, y se cambia el campo magnético mediante control electrónico.
Una de sus principales características es que las funciones del rotor y del estator se invierten. Gracias a esta diferencia en la estructura, no hay puntos de contacto mecánico, lo que permite reducir considerablemente la generación de calor y el desgaste. Como resultado, se consigue una gran durabilidad que permite un funcionamiento continuo durante largos periodos de tiempo.
Principio de funcionamiento de los motores sin escobillas
Los motores sin escobillas hacen girar el rotor atrayendo o repeliendo los imanes del mismo, cambiando la dirección de la corriente que circula por las bobinas del estator mediante un circuito inversor. Detectan la posición del rotor mediante sensores Hall o codificadores, y cambian la polaridad de la corriente en el momento óptimo, lo que permite un giro eficiente y suave.
Este sistema de control electrónico permite regular con precisión la velocidad de rotación y el par, por lo que resulta ideal para aplicaciones que requieren una alta precisión, como el accionamiento de lentes en equipos ópticos o el funcionamiento preciso de dispositivos de seguridad.
Comparación exhaustiva entre los motores con escobillas y los motores sin escobillas
Los motores con escobillas y los motores sin escobillas tienen características diferentes. Los motores con escobillas tienen una estructura sencilla y son fáciles de controlar, pero hay que tener en cuenta que su vida útil depende del desgaste de las escobillas.Por su parte, los motores sin escobillas ofrecen una alta eficiencia, una larga vida útil y un funcionamiento silencioso, pero necesitan un circuito de accionamiento, lo que encarece un poco su coste. A continuación, comparamos ambos tipos desde distintos puntos de vista, como la vida útil, la eficiencia y el silencio, y te damos unos criterios para elegir el más adecuado según el uso que le vayas a dar.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Diferencias en cuanto a la vida útil y la facilidad de mantenimiento
- La diferencia entre eficiencia y generación de calor
- La diferencia entre el ruido y la silenciosidad
Si entiendes estas diferencias, podrás elegir el motor que mejor se adapte a los requisitos de tu producto.
Diferencias en cuanto a la vida útil y la facilidad de mantenimiento
Los motores con escobillas y los motores sin escobillas presentan grandes diferencias en cuanto a vida útil y facilidad de mantenimiento. En la siguiente tabla hemos resumido las principales diferencias.
| Elemento | Motores con escobillas | Motor sin escobillas |
| Vida útil | De unos cientos a unos miles de horas | Más de varias decenas de miles de horas |
| Mantenimiento | Hay que cambiar las escobillas periódicamente (Nuestros motores están diseñados de tal forma que no se pueden cambiar las escobillas). | No requiere mantenimiento |
| Piezas de desgaste | Las escobillas y el colector se desgastan | Tiene menos piezas sujetas a desgaste mecánico que los motores con escobillas |
| Tiempo de inactividad | Se produce al cambiar el motor | Casi nulo |
Los motores con escobillas hay que cambiarlos cada unos cientos o miles de horas, ya que las escobillas se desgastan. Dependiendo del entorno de uso y de las condiciones de carga, puede que haya que cambiar el motor en intervalos aún más cortos.
Por otro lado, como los motores sin escobillas tienen menos piezas sujetas a desgaste mecánico que los motores con escobillas, se pueden usar hasta que se agote la vida útil de los rodamientos. Por lo general, alcanzan una vida útil de varias decenas de miles de horas o más y funcionan sin necesidad de mantenimiento. El hecho de que esto reduzca el tiempo de inactividad y el coste total supone una gran ventaja en aplicaciones que requieren un funcionamiento continuo, como los robots industriales o los dispositivos médicos.
La diferencia entre eficiencia y generación de calor
La eficiencia energética y las características de generación de calor son criterios importantes a la hora de elegir un motor. En la siguiente tabla se comparan las diferencias entre ambos.
| Elemento | Motores con escobillas | Motor sin escobillas |
| Eficiencia* | Media | Alta eficiencia |
| Pérdidas de energía | Es elevada debido a la resistencia de contacto y al desgaste | Se reduce al mínimo gracias al control electrónico |
| Fiebre | alta | Se puede reducir con los métodos adecuados |
| Ahorro energético | Estándar | Excelente |
*Depende de las condiciones de uso.
Los motores con escobillas sufren pérdidas de energía por la resistencia de contacto y la fricción de las escobillas, por lo que su eficiencia es moderada.La energía perdida se libera en forma de calor. Por otro lado, los motores sin escobillas, gracias al control electrónico, tienen menos pérdidas innecesarias y ofrecen una mayor eficiencia. Además, es posible reducir la generación de calor mediante el método de control. Contribuyen al ahorro energético y, en dispositivos de seguridad alimentados por batería o en equipos médicos portátiles, aportan ventajas prácticas como una mayor autonomía.
La diferencia entre el ruido y la silenciosidad
Las características de ruido son especialmente importantes en aplicaciones en las que se requiere un funcionamiento silencioso, como en los dispositivos médicos y los equipos de precisión. En la tabla siguiente hemos resumido la diferencia entre ruido y silencio.
| Elemento | Motores con escobillas | Motor sin escobillas |
| Ruido mecánico | Desgaste de las escobillas | Pocas zonas de contacto |
| Ruido eléctrico | Se produce con facilidad | Se puede reducir al mínimo |
| Silenciosidad | Bajo | Alto |
| Efectos en los dispositivos periféricos | Puede que haya interferencias eléctricas | Casi ninguno |
Los motores con escobillas tienden a generar ruido mecánico y eléctrico debido a la fricción entre las escobillas y el colector, por lo que no son adecuados para aplicaciones en las que se requiera un funcionamiento silencioso. Además, el ruido eléctrico puede afectar a los equipos de precisión que haya cerca.
Por otro lado, los motores sin escobillas son muy silenciosos porque tienen pocas partes que entran en contacto, y permiten reducir al mínimo el ruido eléctrico. Se están usando cada vez más en sectores donde se necesita un entorno silencioso, como los aparatos médicos, los equipos de oficina y los dispositivos ópticos, y contribuyen a que los pacientes y los usuarios estén más cómodos.
Ventajas e inconvenientes de los motores sin escobillas y sus campos de aplicación
Aunque los motores sin escobillas tienen muchas ventajas, también presentan algunos inconvenientes, como el coste inicial y la complejidad de los circuitos de control. Son productos que se eligen por sus ventajas en sectores donde se exige una alta fiabilidad y una larga vida útil, como los dispositivos médicos, los robots industriales, los equipos de precisión y los dispositivos de seguridad.
A continuación, vamos a repasar las ventajas y desventajas concretas de los motores sin escobillas y te explicaremos para qué usos son adecuados, junto con ejemplos de aplicación en distintos sectores industriales.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Las principales ventajas de los motores sin escobillas
- Desventajas y aspectos a tener en cuenta de los motores sin escobillas
- Ejemplos de aplicación por sectores industriales y criterios de selección
Teniendo en cuenta esta información, podrás organizar los fundamentos técnicos necesarios para tomar una decisión sobre la contratación.
Las principales ventajas de los motores sin escobillas
Las cuatro ventajas principales de los motores sin escobillas son su larga vida útil, su alta eficiencia, su bajo nivel de ruido y el hecho de que no necesitan mantenimiento. En la tabla siguiente hemos resumido las principales ventajas.
| Ventajas | Más detalles |
| Larga vida útil | Tiene pocas partes sujetas a desgaste y puede funcionar durante más de varias decenas de miles de horas |
| Alta eficiencia | Con pocas pérdidas de energía, se consigue una alta eficiencia |
| Bajo nivel de ruido | Genera poco ruido mecánico y eléctrico, y destaca por su silencio |
| Sin necesidad de mantenimiento | No hace falta cambiar piezas periódicamente, lo que reduce el tiempo de inactividad |
Como tiene pocas piezas de desgaste, es muy fiable y permite un funcionamiento continuo con bajo consumo energético. Es muy silencioso y genera poco ruido eléctrico, por lo que es ideal para controles de precisión y aplicaciones médicas. Además, se puede hacer más pequeño y ligero, lo que te da más libertad a la hora de diseñarlo.
Gracias a estas características, se consigue mejorar la fiabilidad del producto y reducir el coste total al mismo tiempo.
Desventajas y aspectos a tener en cuenta de los motores sin escobillas
Los motores sin escobillas necesitan un circuito inversor o un controlador específico para funcionar, por lo que suelen tener un coste inicial más elevado que los motores con escobillas. También hay que tener en cuenta que, como su control es más complejo, se requieren conocimientos especializados para su diseño y ajuste.
Si no tienes suficientes conocimientos de diseño de circuitos o programación, es imprescindible colaborar con socios externos. Sin embargo, a largo plazo, las ventajas en términos de costes totales —gracias a la reducción de los costes de mantenimiento y a la alta eficiencia— son importantes, por lo que es totalmente posible recuperar la inversión. Es necesario evaluar de forma global el equilibrio entre la inversión inicial y el ahorro de costes a largo plazo.
Ejemplos de aplicación por sectores industriales y aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir
Los motores sin escobillas se utilizan en distintos sectores industriales para cumplir con los distintos requisitos de cada uno. En la tabla siguiente hemos resumido los principales casos de aplicación por sectores industriales y los puntos clave a tener en cuenta a la hora de elegirlos.
| Sectores industriales | Principales ejemplos de uso | Características deseadas | Ventajas de los motores sin escobillas |
| Equipos médicos | Endoscopios Bombas Instrumental quirúrgico | Alta precisión Alta fiabilidad Larga vida útil | No necesitan mantenimiento y garantizan la seguridad del paciente |
| Robots industriales | Robots de transporte Robots de montaje | Funcionamiento continuo Par elevado | Mayor eficiencia para mejorar la productividad y reducir el tiempo de inactividad |
| Equipos ópticos | Accionamiento de lentes de cámara Microscopios | Control de precisión Bajas vibraciones Alta capacidad de respuesta | Consigue un posicionamiento de alta precisión con un funcionamiento fluido |
| Equipos de seguridad | Cerraduras electrónicas Cámaras de vigilancia | Ahorro de energía Tamaño reducido Larga vida útil | Funcionan con batería y ofrecen un tiempo de funcionamiento prolongado |
En el ámbito de los dispositivos médicos, en aplicaciones que requieren una alta precisión y fiabilidad —como los endoscopios o las bombas—, se valoran especialmente su larga vida útil y el hecho de que no necesiten mantenimiento, ya que la seguridad del paciente es lo primero.
En los robots industriales se requiere un funcionamiento continuo durante largos periodos de tiempo y un par elevado, y la larga vida útil y la alta eficiencia de los motores sin escobillas contribuyen a mejorar la productividad.
En los equipos ópticos, el control preciso del movimiento de las lentes es imprescindible, y es fundamental que tengan pocas vibraciones y una respuesta rápida.
En el ámbito de los dispositivos de seguridad, para responder a la demanda de ahorro energético y tamaño reducido, su uso se está extendiendo, por ejemplo, en cerraduras electrónicas que funcionan con pilas.
Elegir el motor sin escobillas más adecuado según los requisitos de cada sector es clave para aumentar la competitividad del producto.
Resumen
Los motores sin escobillas tienen unas características excelentes —como una mayor vida útil, alta eficiencia y bajo nivel de ruido— en comparación con los motores con escobillas, por lo que cada vez se utilizan más en una amplia gama de campos, como la medicina, la industria, los equipos de precisión y la seguridad.Aunque el coste inicial es algo elevado, no requieren mantenimiento y permiten ahorrar costes a largo plazo. Como la elección del motor más adecuado para cada aplicación determina el rendimiento del producto, es importante elegir un socio que pueda ofrecerte asesoramiento técnico y personalizar las especificaciones según tus necesidades.
En C.I. Takiron., ofrecemos soluciones de motores pequeños adaptadas a las necesidades de cada cliente, entre las que destacan los motores sin núcleo, que no producen vibraciones y ofrecen una alta precisión.
Desde que empezamos con el negocio de los micromotores en 1989, hemos seguido innovando tecnológicamente y hemos ido acumulando experiencia en diversos campos, como los dispositivos médicos, los robots industriales, los equipos ópticos y los dispositivos de seguridad.Gracias a la alta fiabilidad que nos dan el diseño en Japón y un control de calidad riguroso, y a nuestra capacidad para adaptar las especificaciones a cada aplicación, te apoyamos de lleno en el desarrollo de tus productos. Si tienes dudas a la hora de elegir un motor, no dudes en consultarnos.
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.
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