En la actualidad, en la que se exige que los productos sean cada vez más pequeños y eficaces, los motores pequeños se utilizan en una amplia variedad de campos, como los dispositivos médicos, los equipos industriales y los aparatos ópticos. Sin embargo, hay muchos tipos de motores pequeños y, como cada uno tiene sus propias características, no es fácil elegir el más adecuado.
En este artículo, vamos a repasar la definición y la clasificación de los motores pequeños, y te mostraremos ejemplos de su uso según cada aplicación. Además, te explicaremos las especificaciones que debes tener en cuenta a la hora de elegirlos y las ventajas de usarlos, para que, como ingeniero, puedas encontrar el motor pequeño que mejor se adapte a las necesidades de tu empresa.
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Definición y principales tipos de motores pequeños
Los motores pequeños suelen ser los que tienen una potencia de 100 W o menos, y de ellos, los de 3 W o menos se llaman micromotores (motores ultrapequeños). En cuanto a la alimentación, se clasifican en corriente continua (CC) y corriente alterna (CA), y en cuanto a la estructura, hay una gran variedad: con escobillas, sin escobillas, sin núcleo, de paso a paso, etc.
En este capítulo vamos a hablar de la definición básica de los motores pequeños y de las principales clasificaciones y tipos que los ingenieros deben conocer.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Definición y clasificación de los motores pequeños según su potencia
- Clasificación según la fuente de alimentación: motores de corriente continua y motores de corriente alterna
- Principales tipos según su estructura: sin núcleo, sin escobillas y de paso a paso
Si entiendes los criterios de clasificación de cada uno, podrás seleccionar de forma eficaz los motores que mejor se adapten a tus productos.
Definición y clasificación de los motores pequeños según su potencia
Los motores pequeños son aquellos con una potencia de 100 W o menos. También hay definiciones que los limitan a 75 W o menos, y los criterios varían ligeramente según el sector o la bibliografía. En concreto, los motores de 3 W o menos se llaman micromotores y pueden funcionar incluso con la energía de una pila seca.
En los últimos años, gracias a los avances tecnológicos, han aparecido productos que alcanzan potencias superiores a los 100 W en tamaños reducidos, así como motores de diámetro extremadamente pequeño, de menos de 4 mm. Por eso, hay que entender el concepto de «pequeño» teniendo en cuenta no solo la potencia, sino también las dimensiones físicas, como el diámetro exterior y la longitud.
Clasificación según la fuente de alimentación: motores de corriente continua y motores de corriente alterna
Los motores se clasifican en motores de corriente continua (CC) y de corriente alterna (CA) según el tipo de alimentación. En los motores pequeños, se suelen usar más los de CC. Esto se debe a que permiten un funcionamiento a baja tensión, se adaptan bien a los dispositivos que funcionan con batería y tienen características que los hacen adecuados para un control preciso de la velocidad.
Los motores de corriente continua se dividen en dos tipos: con escobillas y sin escobillas. Los de escobillas tienen una estructura sencilla y son fáciles de controlar, pero su vida útil está limitada por el desgaste de las escobillas. Los de sin escobillas, al no tenerlas, duran más y requieren menos mantenimiento.
Principales tipos según su estructura: sin núcleo, sin escobillas y de paso a paso
Incluso entre los motores de corriente continua, las características varían mucho según su estructura. En la siguiente tabla se resumen las características de los tres tipos más comunes.
| Tipos | Características estructurales | Principales ventajas | Ejemplos de campos de aplicación |
| Motor sin núcleo | Estructura de bobinado sin núcleo de hierro | Rotación suave y sin efecto de dentado Alta capacidad de respuesta | Equipos médicos Equipos ópticos Control de precisión |
| Motor de corriente continua sin escobillas | Estructura sin escobillas ni colector | Larga vida útil Bajo nivel de ruido Alta eficiencia | Equipos industriales Equipos de seguridad |
| Motor paso a paso | Estructura que controla el ángulo mediante señales de pulso | Alta precisión de posicionamiento Permite el control en bucle abierto | Dispositivos de posicionamiento Impresoras |
Los motores sin núcleo, al carecer de núcleo de hierro, apenas generan par de dentado (irregularidades en el giro), lo que les permite ofrecer un giro suave y una respuesta rápida. Los motores de corriente continua sin escobillas no sufren desgaste de las escobillas y tienen una vida útil prolongada. Los motores paso a paso destacan por su precisión de posicionamiento y permiten un control angular exacto incluso sin control de retroalimentación.
Ejemplos de uso de motores pequeños según su aplicación
Los motores pequeños se utilizan en muchos campos, como los dispositivos médicos, los equipos industriales, los dispositivos ópticos, los sistemas de seguridad y los productos para aficiones. Las prestaciones que se exigen varían según cada campo.
En el ámbito médico, los requisitos principales son una alta fiabilidad y un funcionamiento suave y sin sacudidas; en el ámbito óptico, una respuesta rápida y bajas vibraciones; y en el ámbito de la seguridad, un arranque a baja tensión y una larga vida útil. En este capítulo, explicaremos los casos de uso según la aplicación y los requisitos técnicos con ejemplos concretos.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Aplicaciones en el sector de los dispositivos médicos: entornos en los que se exige alta precisión y fiabilidad
- Aplicaciones en el sector de los equipos ópticos: la clave está en la respuesta rápida y las bajas vibraciones
- Aplicaciones en el sector de la maquinaria industrial y las herramientas: tamaño reducido, peso ligero y alta eficiencia
- Aplicaciones en el sector de los dispositivos de seguridad: arranque a baja tensión y larga vida útil
- Aplicaciones en productos de ocio y de consumo: mayor rendimiento y mayor durabilidad
A través de ejemplos concretos de distintos ámbitos, vamos a entender las características técnicas que deben tener los motores pequeños.
Aplicaciones en el sector de los dispositivos médicos: entornos en los que se exige alta precisión y fiabilidad
En los dispositivos médicos, la seguridad del paciente es lo primero, por lo que los motores deben ofrecer una gran fiabilidad y un control preciso. Los motores sin núcleo se utilizan en los siguientes dispositivos médicos.
【Principales equipos utilizados 】
- Endoscopio (control de la flexión de la punta)
- Robots quirúrgicos (control preciso de los movimientos)
- Aparato de diálisis (con bomba de sangre)
- Bomba de infusión (suministro dosificado de soluciones)
- Bomba de insulina (control de dosis mínimas)
- Equipos para el tratamiento endodóntico (accionamiento rotatorio de los instrumentos endodónticos)
Los motores sin núcleo ofrecen un giro suave y sin dentado, por lo que cumplen con los requisitos del ámbito médico, donde no se toleran las vibraciones mínimas ni las irregularidades en el giro. Además, gracias a su alta capacidad de respuesta, permiten arranques y paradas rápidos, lo que los hace ideales para situaciones de emergencia.A la hora de desarrollar dispositivos médicos, también hay que tener en cuenta como criterios de selección el sistema de control de calidad de los motores y la estabilidad del suministro a largo plazo.
Aplicaciones en el sector de los equipos ópticos: la clave está en la respuesta rápida y las bajas vibraciones
El accionamiento de los objetivos de todo tipo de cámaras requiere un posicionamiento rápido y preciso. Los motores sin núcleo apenas generan par de cogging, lo que permite reducir las microvibraciones durante el accionamiento del objetivo. Eliminan las irregularidades en la rotación, que provocan tremores en la imagen y desajustes de enfoque, y así consiguen unas grabaciones de alta calidad.
Se utilizan principalmente en mecanismos de enfoque automático, de corrección de vibraciones y de ajuste de apertura, entre otros. Los motores sin núcleo tienen un momento de inercia reducido y permiten arranques, paradas e inversiones rápidos, por lo que también son ideales para el seguimiento de sujetos.
Aplicaciones en el sector de la maquinaria industrial y las herramientas: tamaño reducido, peso ligero y alta eficiencia
En las herramientas eléctricas industriales y los aparatos portátiles, se necesitan motores que, a pesar de su pequeño tamaño, ofrezcan un par elevado. Los motores sin núcleo permiten reducir el tamaño, ya que no tienen núcleo de hierro, lo que ayuda a aliviar la carga de trabajo de los operarios.
| Características requeridas | Compatibilidad con motores sin núcleo | Ventajas para el producto |
| Reducción de tamaño | Diseño compacto gracias a una estructura sin núcleo de hierro | Contribución a la miniaturización de los productos |
| Ahorro de energía | Reducción del consumo de corriente gracias a un funcionamiento de alta eficiencia | Mayor autonomía de la batería |
| Bajas vibraciones | Rotación estable y sin sacudidas | Mayor precisión en el trabajo |
| Resistencia | Estructura resistente a los golpes | Adaptada a entornos de trabajo exigentes |
En las herramientas eléctricas que funcionan con batería, reducir el consumo de energía influye directamente en la duración de la batería. Como los motores sin núcleo funcionan de forma eficiente, te permiten trabajar más tiempo con una sola carga. Además, al generar menos vibraciones, mejoran la estabilidad del trabajo, lo que a su vez contribuye a mejorar la calidad del producto.
Aplicaciones en el sector de los dispositivos de seguridad: arranque a baja tensión y larga vida útil
En los dispositivos de seguridad que funcionan con pilas, como las cerraduras electrónicas o las cerraduras inteligentes, lo más importante es el ahorro de energía y la larga vida útil. Para que funcionen durante mucho tiempo con una capacidad limitada de la pila, se necesita un motor que se ponga en marcha de forma fiable incluso a baja tensión.
Hay algunos micromotores que pueden ponerse en marcha con una tensión muy baja, de tan solo 1,0 V, y que mantienen un funcionamiento estable incluso cuando la batería está casi agotada. Al combinar el funcionamiento a baja tensión con una larga vida útil, se obtienen las siguientes ventajas:
[ Ventajas de su uso en equipos de seguridad]
- Reducción de la frecuencia de cambio de pilas (mayor comodidad para el usuario)
- Garantizar la resistencia frente a las operaciones frecuentes de apertura y cierre
- Funcionamiento estable durante largos periodos gracias a su bajo consumo de corriente
- Fácil integración en el interior de la cerradura de la puerta gracias a su diseño compacto
Dado que los dispositivos de seguridad se utilizan en aplicaciones en las que no se pueden permitir fallos, la fiabilidad de los motores y el sistema de control de calidad son factores decisivos a la hora de elegir qué modelo adoptar.
Aplicaciones en productos de ocio y de consumo: mayor rendimiento y mayor durabilidad
En productos como los coches teledirigidos, las unidades para bicicletas eléctricas o los aparatos de belleza, se necesitan motores de alto rendimiento y larga vida útil para diferenciar los productos. Como la calidad del motor, que es una pieza clave, influye en la valoración general del producto, hay que elegirlo con mucho cuidado.
Al utilizar motores sin núcleo, que son pequeños, producen pocas vibraciones y tienen una larga vida útil, se pueden desarrollar productos que satisfacen mucho a los usuarios. En los servomotores para modelos a distancia, el hecho de que produzcan pocas vibraciones se traduce directamente en una mayor precisión de control, mientras que en los aparatos de belleza, sus características de bajas vibraciones aumentan el silencio de funcionamiento.
Aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir un motor pequeño y ventajas de su uso
Para elegir el motor pequeño más adecuado, no solo hay que fijarse en las especificaciones técnicas, como el tamaño, el par, las revoluciones y la tensión, sino que también hay que valorar bien las características según el entorno de uso y la aplicación.
En este capítulo, vamos a repasar las especificaciones clave que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un motor, así como las ventajas de usar motores pequeños, como los motores sin núcleo (reducción del tamaño y el peso de los productos, ahorro de energía, reducción de las vibraciones y el ruido, mayor vida útil, etc.).
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Características técnicas principales que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un motor
- Las 5 ventajas de usar motores sin núcleo
- El valor que aporta la colaboración con los fabricantes desde la fase de desarrollo
Si sigues un proceso de selección adecuado, podrás mejorar la competitividad del producto y reducir los riesgos de desarrollo al mismo tiempo.
Características técnicas principales que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un motor
A la hora de elegir un motor, hay que comprobar minuciosamente que las especificaciones se ajusten a los requisitos del producto. Estos son los puntos clave que hay que tener en cuenta:
| Puntos a comprobar | Contenido | Puntos a tener en cuenta a la hora de elegir |
| Tamaño (diámetro y longitud) | Dimensiones que se ajusten al espacio de montaje | Teniendo en cuenta también el método de montaje y la interferencia con las piezas adyacentes |
| Tensión (tensión nominal) | Tensión compatible con la fuente de alimentación | Si necesitas un arranque a baja tensión, comprueba también la tensión mínima de arranque |
| Par (de arranque y nominal) | La fuerza de giro necesaria para accionar la carga | Hay que elegir un valor con margen, teniendo en cuenta el factor de seguridad |
| Velocidad de giro (sin carga, nominal) | Velocidad de giro adecuada para cada aplicación | Ten en cuenta también la combinación con un reductor |
| Condiciones de uso | Temperatura, humedad, requisitos de protección contra explosiones, etc. | En entornos especiales, puede ser necesario recurrir a especificaciones específicas |
| Opciones | Con reductor, con encoder | A tener en cuenta para aplicaciones que requieran control de posición o reducción de velocidad |
Si organizas estos requisitos de antemano, podrás seleccionar de forma eficiente los motores más adecuados. En cuanto al entorno de uso, es fundamental conocer al detalle las condiciones de uso del producto, como el rango de temperatura, la resistencia a los golpes y las prestaciones de protección contra el polvo y el agua.
Las 5 ventajas de usar motores sin núcleo
Al utilizar motores sin núcleo, se obtienen las siguientes cinco ventajas en el desarrollo de productos:
[Las 5 ventajas de los motores sin núcleo]
- Rotación suave y bajas vibraciones gracias al sistema «Coggingless»
- Arranque, parada e inversión rápidos gracias a su alta capacidad de respuesta
- Mayor libertad de diseño de los productos gracias a su diseño compacto
- Ahorro energético y mayor duración de la batería gracias al bajo consumo
- Mayor fiabilidad y menor frecuencia de mantenimiento gracias a su larga vida útil
Estas características se traducen directamente en una mayor competitividad del producto. La ausencia de cogging resulta muy útil en dispositivos médicos y equipos ópticos. La rápida capacidad de respuesta es ideal para cámaras y equipos industriales, mientras que el tamaño reducido ofrece mayor libertad de diseño.
El valor que aporta la colaboración con los fabricantes desde la fase de desarrollo
Para elegir el motor más adecuado, lo mejor es mantener un diálogo técnico con el fabricante desde las primeras fases del desarrollo. Aunque aún no tengas claros los requisitos, si le explicas para qué lo vas a usar y en qué condiciones, te propondrán la solución más adecuada.
La colaboración con los fabricantes aporta un montón de ventajas. Para empezar, no solo te ofrecen productos de catálogo, sino que también amplían las posibilidades de personalización según el uso que les vayas a dar. Otra ventaja es que, al poder probar los productos reales gracias a las muestras que te dan, reduces el riesgo a la hora de decidirte por ellos.
Resumen
Los motores pequeños son aquellos con una potencia de 100 W o menos, y se utilizan en una amplia gama de sectores, como el médico, el industrial, el óptico, el de la seguridad y el de las aficiones. Las características que se buscan varían según el uso: en el sector médico, lo principal es que no tengan efecto de dentado y que sean de alta precisión; en el sector óptico, se busca una respuesta rápida y pocas vibraciones; y en el de la seguridad, los requisitos principales son el arranque a baja tensión y una larga vida útil.
A la hora de elegir un motor, además de revisar las especificaciones, es recomendable colaborar con el fabricante desde la fase de desarrollo y realizar pruebas con muestras. El uso de motores sin núcleo permite reducir el tamaño del producto, mejorar su rendimiento, ahorrar energía y alargar su vida útil. Si tienes dudas sobre el desarrollo de tu producto, ponte en contacto con un fabricante especializado.
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/
