Introducción: Los motores de CC se utilizan ampliamente en nuestra vida diaria, desde pequeños electrodomésticos hasta grandes equipos automotrices industriales. Existe una gran cantidad de motores de CC. Los motores de CC generalmente se dividen en dos categorías: motores de CC con campo magnético de bobinado y motores de CC con campo magnético permanente.
Motores CC con escobillas y motores CC sin escobillas
Como los dos tipos de motores que se mencionan a menudo, la mayor diferencia entre los dos es el cepillo. El motor de CC con escobillas utiliza fuerza magnética permanente como estator, la bobina está enrollada en el rotor y la energía se transmite a través de la acción mecánica de la escobilla de carbón y la máquina del conmutador. Es por eso que se le llama motor de CC con escobillas, mientras que no hay ningún componente mecánico como un conmutador entre el rotor y el estator del motor de CC sin escobillas.
El declive de los motores de CC con escobillas se debe al hecho de que los dispositivos de potencia de alto rendimiento como el interruptor del motor son más prácticos, más económicos y confiables en el modo de control, reemplazando las ventajas de los motores con escobillas. En segundo lugar, los motores de CC sin escobillas no tienen desgaste de las escobillas y tienen más ventajas en cuanto a ruido eléctrico y ruido mecánico, eficiencia energética, confiabilidad y vida útil.
Sin embargo, los motores con escobillas siguen siendo una opción confiable para aplicaciones de bajo costo. Con el controlador y el interruptor adecuados, se puede lograr un buen rendimiento. Dado que casi no se requieren dispositivos de control electrónico, todo el sistema de control del motor será bastante económico. Además, puede ahorrar el espacio necesario para cableado y conectores, y reducir el coste de cables y conectores, lo que resulta muy rentable en aplicaciones que no requieren eficiencia energética.
Motores y variadores de CC
Los motores y los accionamientos son inseparables; especialmente en los últimos años, los cambios en el mercado han planteado mayores requisitos para los accionamientos de motor. En primer lugar, existe una gran exigencia de fiabilidad. Se necesitan varias funciones de protección y se requiere una limitación de corriente incorporada para controlar la corriente del motor cuando el motor arranca, se detiene o se detiene. Todas estas son mejoras en la confiabilidad.
Los algoritmos de control de accionamiento de alta eficiencia, como la tecnología de control digital de rotación del motor lograda mediante el control de velocidad y el control de fase, y la tecnología de control de posicionamiento de alta precisión requerida por los actuadores, son indispensables para el desarrollo de sistemas de aplicaciones de motores de alto rendimiento. Esto requiere algoritmos de control de unidad eficientes que los diseñadores puedan usar fácilmente. Y ahora muchos fabricantes hardwareizarán directamente el algoritmo y lo aplicarán al controlador IC, lo cual es más conveniente para los diseñadores. El diseño conveniente de la unidad es ahora más popular.
La estabilidad también requiere el apoyo de la tecnología de conducción. La optimización de la forma de onda de conducción tiene un gran impacto en la reducción del ruido y la vibración del motor. La tecnología de excitación adecuada para varios circuitos magnéticos del motor puede reducir en gran medida la estabilidad de los motores cuando están en funcionamiento. Además, es la búsqueda continua de un menor consumo de energía y una mayor eficiencia.
La función de la conducción de medio puente, un método de conducción típico para motores de CC, es generar señales de activación de CA a través de tubos de alimentación, generando así grandes corrientes para impulsar aún más el motor. En comparación con los circuitos de conducción de puente completo, los circuitos de conducción de medio puente tienen un coste relativamente bajo y son más fáciles de formar. Los circuitos de medio puente son propensos al deterioro de la forma de onda y a la interferencia entre las conversiones de oscilación. Los circuitos de puente completo son más caros y complejos, y no es fácil producir fugas.
El popular variador PWM ya es una solución de variador ampliamente utilizada en motores de CC. Una de las razones es que puede reducir el consumo de energía de la fuente de alimentación motriz y se utiliza cada vez más. Muchas soluciones de motor PWM ahora han alcanzado un alto nivel en la mejora del ciclo de trabajo amplio, la cobertura de frecuencia y la reducción del consumo de energía.
Cuando los motores con escobillas son accionados por PWM, la pérdida de conmutación aumentará con el aumento de la frecuencia de PWM. Al reducir la ondulación de la corriente aumentando la frecuencia, es necesario equilibrar la frecuencia y la eficiencia. El accionamiento PWM de excitación por onda sinusoidal del motor sin escobillas también es una excelente solución en términos de eficiencia, aunque es más complicado.
Resumen
A medida que cambian los requisitos funcionales del mercado de terminales, los requisitos de rendimiento del motor de CC y eficiencia energética aumentan gradualmente. Ya sea que se utilice un motor de CC con escobillas o un motor de CC sin escobillas, es necesario seleccionar la tecnología de accionamiento adecuada según las necesidades de la escena para lograr un funcionamiento del motor más confiable, estable y eficiente.
