• Motores sensored/sensorless: ¿cómo se produce el movimiento del rotor?

    Si ya habeis leido el articulo que explica las diferencias entre los motores eléctricos brushless con sensores y sin sensores, es el turno de acercaros una explicación mas avanzada de estas diferencias.

    Nuestro amigo adiaz ha elaborado este interesante artículo que se adentra un poco más en el mundo de los motores, explicando a nivel más conceptual lo que sucede en el interior durante su funcionamiento. Este es un resumen de las conclusiones a las que ha llegado tras observar y testear un poco más en detalle este tema, así nos lo cuenta:

    "Quiero aportar mi granito de arena, pero tampoco quiero adentrarme mucho en conceptos demasiado técnicos, porque así más gente podrá entender mejor su funcionamiento.


    Lo que si me gustaría aclarar en este artículo es, cómo se produce el movimiento del rotor, y en contra de lo que muchos dicen, yo opino que a los variadores no les hace falta saber la posición del rotor para producir el movimiento, y os explicaré a continuación el porqué.

    FUNCIONAMIENTO.

    La mayoría de estos motores constan de tres bobinados L1, L2 y L3 conectados entre sí, formando una conexión en estrella o triangulo (dependiendo del tipo de motor) que desemboca en tres puntos de conexión, que son los tres cables A, B y C que llevamos desde el motor al variador.

    funcionamiento movimiento del rotor


    A continuación cada una de estas tres bobinas
    L1, L2 y L3 puede estar formada a su vez por dos o más bobinas conectadas en serie o paralelo (dependiendo del tipo motor y número de polos) y colocadas dentro del motor en unas ranuras unas enfrente de otras y siempre con un desfase en la posición de 120 grados. Existen varias formas de bobinar este tipo de motores, pero para entender mejor como se produce el movimiento dentro del motor, tomaremos como ejemplo la siguiente Figura 2, en la que se muestra un bobinado de un motor Brushless con cada una de las bobinas L1, L2 y L3 (conectadas en triangulo) y estas a su vez formadas por cuatro bobinas en serie.
    Ahora lo que hace el variador para producir el giro, es aplicar tensiones en cada bobina L1, L2 y L3 con polaridades desfasadas 120 grados y de manera secuencial, de tal forma que los imanes del rotor van atrayendo/repeliendo las polaridades de las bobinas a la velocidad de la secuencia de voltajes que manda el variador.

    Dicho de otra forma más sencilla, el variador genera voltajes “secuencialmente” (las bobinas están puestas en círculo) y los imanes del rotor van “siguiendo” los campos magnéticos que generan dichas bobinas produciéndose así el giro (o dicho vulgarmente: es como el pez que se muerde la cola, la cola seria los voltajes del variador y la boca los imanes del rotor).Si la secuencia es más rápida mayor VELOCIDAD y si es más lenta menor VELOCIDAD, y con la cantidad de voltios manejaríamos la POTENCIA del motor. A la velocidad de la secuencia de voltajes se le denomina FRECUENCIA y se mide en Hz. Si resulta que la velocidad del motor depende de la FRECUENCIA, yo me hecho muchas veces estas preguntas, ¿Por qué en los motores Brushless RC se especifica que los “KV” son las rpm/v? ¿Cuál es la responsable de la velocidad del motor, los VOLTIOS o la FRECUENCIA?
    Después de haber mirado mucho por la red, no encontrado en ningún lado algo que relacione estas dos preguntas, yo sabía seguro (por mi experiencia profesional) que en estos motores la FRECUENCIA es la responsable directa de la VELOCIDAD, pero no entendía por qué en los motores BRUSHLESS RC se especificaba “Kv”… y se decía que los voltios eran los responsables de la proporción de la velocidad, y en cierta medida es cierto.La conclusión, basándome en cómo actúa el variador en la realidad es, que el variador incrementa en la misma proporción la VELOCIDAD de la secuencia de voltajes, es decir la FRECUENCIA y el aumento de VOLTIOS por igual, por eso en las características de velocidad del motor se expresan en KV rpm/v. La cantidad de frecuencia por voltio para que se cumpla esas RPM en el motor se deben especificar programando en el variador el parámetro de “avance de grados” que corresponden al Nº de polos del motor.Si el parámetro de avance de grados en el variador no corresponde al tipo de grados o Nº de polos del motor, no se cumplirá la relación de Kv que especifica su fabricante, y por lo tanto estaríamos o por debajo de las prestaciones máximas que puede dar el motor, o por encima, y si hay mucha diferencia provocaríamos posiblemente que no gire el motor, o aun peor que se queme.

    Los modos de avance de grados más usuales en los variadores son: 2, 8, 15, y 30 grados correspondiendo a motores de 2 polos, 4 polos y 8 polos para los de 15 y 30 grados. Los modelos de motores brushless más usuales son los correspondientes a los de 2 y 4 polos.

    El fabricante del motor nos debe especificar bien los grados o bien el Nº de polos, para poder programar correctamente el variador con el motor, aunque algunos vienen ya programados en los combos, otros que compremos sueltos habrá que programarlos para el motor que se conecte y trabaje adecuadamente.

    LA DIFERENCIA ENTRE MOTORES CON SENSORES O SIN ELLOS.

    En el sistema sin sensores, el variador produce el giro de motor como hemos descrito anteriormente, pero se produce un efecto muy importante que se llama DESLIZAMIENTO del motor, que además es el causante del consumo en AMPERIOS. El DESLIZAMIENTO significa la diferencia de velocidad entre la que debería tener el motor según la información que manda el variador y la velocidad que tiene real en cada instante. En estos sistemas los motores tardan más tiempo en compensar estas diferencias, provocando mayores consumos y menor velocidad de respuesta a nuestro gatillo de la emisora.

    En los sistemas con sensores, el variador recibe señales en forma de impulsos eléctricos desde el motor, dando la información de la velocidad en tiempo real. El variador al tener disponible esa información la aprovecha para reducir al máximo el factor de DESLIZAMIENTO, consiguiendo de esta forma optimizar generalmente el sistema, reduciendo algo los consumos y respondiendo de una forma más precisa en cuanto a la velocidad, aceleraciones y frenada, de la posición de gatillo que le mandemos desde la emisora.
    Un saludo.
    Autor: adiaz


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    Comments 4 Comments
    1. Avatar de c80977
      "Dicho de otra forma más sencilla, el variador genera voltajes “secuencialmente” (las bobinas están puestas en círculo) y los imanes del rotor van “siguiendo” los campos magnéticos que generan dichas bobinas produciéndose así el giro (o dicho vulgarmente: es como el pez que se muerde la cola, la cola seria los voltajes del variador y la boca los imanes del rotor).Si la secuencia es más rápida mayor VELOCIDAD y si es más lenta menor VELOCIDAD, y con la cantidad de voltios manejaríamos la POTENCIA del motor. A la velocidad de la secuencia de voltajes se le denomina FRECUENCIA y se mide en Hz. Si resulta que la velocidad del motor depende de la FRECUENCIA, yo me hecho muchas veces estas preguntas, ¿Por qué en los motores Brushless RC se especifica que los “KV” son las rpm/v? ¿Cuál es la responsable de la velocidad del motor, los VOLTIOS o la FRECUENCIA?Después de haber mirado mucho por la red, no encontrado en ningún lado algo que relacione estas dos preguntas, yo sabía seguro (por mi experiencia profesional) que en estos motores la FRECUENCIA es la responsable directa de la VELOCIDAD, pero no entendía por qué en los motores BRUSHLESS RC se especificaba “Kv”… y se decía que los voltios eran los responsables de la proporción de la velocidad, y en cierta medida es cierto.La conclusión, basándome en cómo actúa el variador en la realidad es, que el variador incrementa en la misma proporción la VELOCIDAD de la secuencia de voltajes, es decir la FRECUENCIA y el aumento de VOLTIOS por igual, por eso en las características de velocidad del motor se expresan en KV rpm/v. La cantidad de frecuencia por voltio para que se cumpla esas RPM en el motor se deben especificar programando en el variador el parámetro de “avance de grados” que corresponden al Nº de polos del motor.Si el parámetro de avance de grados en el variador no corresponde al tipo de grados o Nº de polos del motor, no se cumplirá la relación de Kv que especifica su fabricante, y por lo tanto estaríamos o por debajo de las prestaciones máximas que puede dar el motor, o por encima, y si hay mucha diferencia provocaríamos posiblemente que no gire el motor, o aun peor que se queme.Los modos de avance de grados más usuales en los variadores son: 2, 8, 15, y 30 grados correspondiendo a motores de 2 polos, 4 polos y 8 polos para los de 15 y 30 grados. Los modelos de motores brushless más usuales son los correspondientes a los de 2 y 4 polos.El fabricante del motor nos debe especificar bien los grados o bien el Nº de polos, para poder programar correctamente el variador con el motor, aunque algunos vienen ya programados en los combos, otros que compremos sueltos habrá que programarlos para el motor que se conecte y trabaje adecuadamente."Todo el texto que he copiado en los párrafos anteriores es un interesante ejercicio literario, pero incorrecto técnicamente. Aconsejo visitar la web de Castle Creations para que te inicies en la teoría del control de motores sin escobillas.Saludos.
    1. Avatar de trucktrial
      No creo que ambos articulos sean incompatibles, el de casttle un poco mas tecnico y enfocado al variador y sus componentes . Entiendo que lo que hace girar mas rapido el motor es el numero de impulsos por segundo -frecuencia- y que para vencer las fuerzas que se oponen al giro (internas y externas),se necesita mas energia -voltios o intensidad-.
    1. Avatar de 20VTRojo
      Hola. Primero: ¡muy bueno el artículo!

      Segundo: Yo tengo una pregunta. ¿Normalmente los variadores detectan solos el número de polos del motor (ya sea de 4 ó 6 polos) o por el contrario cuando compro un motor para un variador concreto he de saber cuantos polos esta preparado para gobernar para comprar un motor que tenga el número de polos concreto que puede gobernar ese variador?
    1. Avatar de mp40
      No lo unico que tienes que saber ,es:
      1 el consumo del motor
      2 el ratio al que le puedes poner ,para no quemarlo a el mismo ni al variador
      3 el numero de polos que admite el variador ,ya que hay variadores que si lo especifican en su manual o el fabricante
      4 si tiene o no sensores ,por si el variador no admite motores sin sensores





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