Los motores CC sin escobillas (BLDC) de alto par se utilizan ampliamente en industrias que requieren un control de movimiento robusto, eficiente y preciso. Las principales aplicaciones incluyen:
Motores de tracción en coches, bicicletas y scooters eléctricos.
Alto par de arranque para una aceleración rápida y capacidad para subir pendientes.
Frenado regenerativo mejora la eficiencia energética.
brazos robóticos y maquinas cnc que requiere un control preciso del par.
Cintas transportadoras y actuadores de servicio pesado para manejo de materiales.
Máquinas de embalaje con altas demandas de par intermitente.
Sistemas de propulsión de drones (alta relación empuje-peso).
Actuadores en aviones (por ejemplo, trenes de aterrizaje, superficies de control de vuelo).
Vehículos militares para un funcionamiento silencioso y eficiente.
Exoesqueletos y prótesis de extremidades que necesitan un movimiento suave y de alto torque.
Robots quirúrgicos que requieren precisión y confiabilidad.
Lavadoras (alto par para ciclos de centrifugado).
Compresores frigoríficos (funcionamiento eficiente de velocidad variable).
Bombas y ventiladores industriales (accionamientos de alto par que ahorran energía).
Combinación de poste y ranura: Un mayor número de polos (por ejemplo, de 8 a 16 polos) mejora la densidad de torsión, pero puede reducir la velocidad máxima.
Configuración del devanado: Los devanados concentrados (vueltas finales más cortas) reducen las pérdidas de cobre y mejoran el torque.
Tipo de imán:
• Neodimio (NdFeB): Mayor densidad de energía para diseños compactos.
• Samario Cobalto (SmCo): Mejor estabilidad térmica para aplicaciones de alta temperatura.
Refrigeración líquida (para vehículos eléctricos y motores industriales) o refrigeración por aire forzado.
Sensores térmicos (por ejemplo, PTC/NTC) para monitoreo de temperatura en tiempo real.
Laminación del estator optimizada para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas.
Material del núcleo del estator: Las laminaciones de acero al silicio reducen las pérdidas por histéresis.
Estructura del rotor:
• PM de superficie (SPM): más simple pero limitado por las fuerzas centrífugas.
• Interior PM (IPM): Mayor resistencia mecánica para velocidades ultraaltas.
Selección de eje y rodamiento: Rodamientos de alta carga (por ejemplo, híbridos cerámicos) para una larga vida útil.
Control sin sensores versus control con sensores:
• Los sensores de efecto Hall proporcionan una conmutación precisa pero añaden costos.
• FOC (control orientado al campo) sin sensores reduce los componentes pero requiere algoritmos avanzados.
Inversores de alta corriente: Unidades basadas en MOSFET/IGBT con protección contra sobrecorriente.
Frenado regenerativo: Recupera energía durante la desaceleración (crítico para los vehículos eléctricos).
Reducción del par dentado: Imanes torcidos o devanados de ranura fraccionaria.
Minimización de la ondulación del par: Técnicas avanzadas de PWM (por ejemplo, conmutación sinusoidal).
Materiales ligeros: Carcasas de aluminio o rotores compuestos para vehículos eléctricos/drones.
Requisito: 50 N·m de par máximo, 96 V, 3000 RPM.
Opciones de diseño:
• Rotor IPM de 12 polos para mayor robustez mecánica.
• Estator enfriado por líquido para soportar cargas elevadas continuas.
• FOC sin sensores para rentabilidad y confiabilidad.
• Circuito de frenado regenerativo para una mayor duración de la batería.
Accionamientos de motor integrados: Diseños compactos unificados (por ejemplo, motores "en las ruedas" para vehículos eléctricos).
Mantenimiento predictivo basado en IA: Análisis de vibración/térmico para evitar fallos.
Superconductores de alta temperatura (HTS): Potencial para una densidad de par ultraalta.
Motores BLDC de alto par son críticos para aplicaciones modernas de alto rendimiento, equilibrando la densidad de potencia, la eficiencia y la flexibilidad de control. El diseño electromagnético, térmico y mecánico adecuado garantiza la confiabilidad en entornos exigentes. Los avances en materiales, refrigeración y algoritmos de control ampliarán aún más sus capacidades.
