Los motores CC sin escobillas (BLDC) y los motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) son dos tipos de motores ampliamente utilizados en el campo de los motores eléctricos modernos.
Aunque comparten muchas similitudes, todavía existen algunas diferencias importantes entre ellos. Este artículo proporciona una comparación exhaustiva, objetiva y detallada de estos dos tipos de motores desde varios aspectos.
1. Principio y estructura del motor CC sin escobillas.
Motor CC sin escobillas:
El motor de CC sin escobillas funciona en un campo magnético giratorio formado por el potencial magnético en el extremo del eje, sincronizando el cambio de fase a través del polo sensor para impulsar el movimiento del rotor.
Su estructura está compuesta por un rotor formado por imanes permanentes, un estator envuelto en bobinas y un sensor de posición. Al cambiar la dirección y magnitud de la corriente, se puede controlar el movimiento del rotor.
Motor síncrono de imanes permanentes:
El motor síncrono de imanes permanentes actúa sobre la interacción de potenciales magnéticos entre el estator y el rotor, generando par para impulsar el movimiento del rotor.
El rotor genera un campo magnético giratorio a través de imanes permanentes, mientras que las bobinas del estator crean un campo magnético excitante. La interacción de estos dos campos magnéticos impulsa el rotor.
La estructura de un motor síncrono de imanes permanentes es similar a la de un motor DC sin escobillas, pero la diferencia radica en la función de las bobinas del estator: en los motores DC sin escobillas ayudan al campo magnético, mientras que en los motores síncronos de imanes permanentes generan el campo magnético de excitación.
2. Métodos de control de motores de CC sin escobillas:
Motor CC sin escobillas:
El control de motores CC sin escobillas implica principalmente dos métodos: retroalimentación del sensor Hall y control de fuerza electromotriz inversa. El método de retroalimentación del sensor Hall determina el tiempo de conmutación detectando la posición del rotor, controlando la dirección y magnitud de la corriente.
El método de control de la fuerza electromotriz inversa estima la posición del rotor y mide la fuerza electromotriz inversa de las bobinas del inducido para su control. Este método permite una alta eficiencia y un alto par.
Motor síncrono de imanes permanentes:
Los métodos de control para motores síncronos de imanes permanentes incluyen principalmente control de corriente y control orientado a campo. El método de control de corriente controla el par y la velocidad del motor midiendo la corriente.
El control orientado al campo estima la posición del rotor y mide la fuerza electromotriz del rotor para controlar la corriente, logrando un control y una respuesta más precisos.
3. Motor CC sin escobillas de densidad de potencia y eficiencia:
Motor CC sin escobillas:
Los motores de CC sin escobillas tienen alta densidad de potencia y eficiencia. Debido a su estructura simple, libre de escobillas y problemas de desgaste de las mismas, pueden alcanzar altas potencias.
Además, el uso del control de fuerza electromotriz inversa reduce las pérdidas de cobre y hierro, lo que permite una operación eficiente.
Motor síncrono de imanes permanentes:
Los motores síncronos de imanes permanentes tienen una alta densidad de potencia pero una eficiencia relativamente menor. Debido a su compleja estructura y a la necesidad de mantener un campo magnético de excitación en las bobinas del estator, se producen pérdidas de cobre y hierro.
Además, la presencia de un campo magnético giratorio provoca pérdidas adicionales por corrientes parásitas. Sin embargo, la eficiencia se puede mejorar mediante estrategias de control optimizadas y tecnologías de materiales avanzadas.
4. Características de respuesta y rango de control Motor CC sin escobillas
Motor CC sin escobillas:
Los motores CC sin escobillas presentan buenas características de respuesta y un amplio rango de control. Como sus rotores están hechos de imanes permanentes, tienen una baja inercia del rotor y una velocidad de respuesta rápida. Además, los motores de CC sin escobillas pueden lograr un control preciso ajustando la magnitud y la dirección de la corriente para cumplir con diversos requisitos operativos.
Motor síncrono de imanes permanentes:
Los motores síncronos de imanes permanentes tienen características de respuesta relativamente peores y un rango de control más estrecho. Debido a la mayor inercia del rotor, la velocidad de respuesta del rotor es más lenta. Además, el control de motores síncronos de imanes permanentes es más complejo y requiere una estimación precisa de la posición del rotor y la fuerza electromotriz inversa para un control preciso.
5. Terminar
En resumen, los motores de CC sin escobillas y los motores síncronos de imanes permanentes tienen diferencias notables en aspectos como el principio y la estructura, los métodos de control, la densidad de potencia y la eficiencia, así como las características de respuesta y el rango de control. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, se puede elegir el tipo de motor adecuado.
Los motores de CC sin escobillas son adecuados para aplicaciones que requieren alta potencia y control preciso, mientras que los motores síncronos de imanes permanentes son adecuados para aplicaciones que requieren alta densidad de potencia y un rango de control más amplio.
