Motor PMSM o BLDC: ¿cuál es la diferencia entre estos dos tipos de motores de imanes?
Las especificaciones técnicas a veces mencionan motores "BLDC" y otras veces motores "PMSM", incluso para motores que parecen idénticos. Esto no es una coincidencia: estos dos nombres se refieren a tipos de motores muy similares. Esta guía explica las diferencias reales entre ellos y por qué esta distinción es especialmente importante para el controlador.
Lo esencial
- Los motores BLDC y PMSM son dos tipos de motores sin escobillas de imanes permanentes, construidos de manera similar en sus aspectos generales.
- La diferencia radica en la forma de la tensión que el motor produce al girar: es trapezoidal en los motores BLDC y sinusoidal en los motores PMSM.
- Un motor BLDC se combina naturalmente con un control de onda cuadrada, mientras que un motor PMSM se adapta mejor a un control sinusoidal o vectorial (FOC).
- En la práctica, la mayoría de los motores de patinete funcionan muy bien en modo FOC, independientemente de su marca o modelo.
Lo que tienen en común
Los dos motores tienen:
- des imanes permanentes en la parte giratoria, el rotor;
- des bobinados en la parte fija, el estator, distribuidos en tres fases;
- sin escobillas: es el controlador el que conmuta la corriente electrónicamente, de ahí el nombre "sin escobillas".
El motor de buje de un patinete es de este tipo, con una particularidad: el rotor se encuentra en el exterior. Los imanes están pegados en el interior de la llanta, que gira alrededor del estator fijado al eje. Se habla de un motor de rotor exterior.
La verdadera diferencia: la fuerza electromotriz inversa
Cuando se hace girar un motor de imanes a mano, este produce una tensión en sus terminales: es una dinamo. Esta tensión se llama fuerza electromotriz contraelectromotriz. Su forma depende de cómo están distribuidos los bobinados y de cómo están dispuestos los imanes.
| BLDC | PMSM | |
|---|---|---|
| Forma de la tensión generada | Trapezoidal (planicies y rampas) | Sinusoide |
| Control natural | Onda cuadrada, con seis pasos por revolución del motor | Senoidal o vectorial (FOC) |
| Combinado con su control intuitivo | Pequeñas fluctuaciones en cada cambio | Muy constante |
| Sensores típicos | Tres sensores Hall son suficientes | Posicionamiento preciso necesario: codificador, resolver o estimación |
Con un control de onda cuadrada, la corriente se envía por etapas en dos fases a la vez. Si la tensión del motor tiene la misma forma de onda, el par motor se mantiene casi constante: esto es característico de los motores BLDC. Con un control sinusoidal, la corriente varía suavemente en las tres fases; si la tensión del motor también es sinusoidal, el par motor es perfectamente uniforme: esto es característico de los motores PMSM.
En realidad, la línea divisoria es difusa
La mayoría de los motores reales se encuentran entre estos dos extremos: su voltaje no es ni un trapecio perfecto ni una sinusoide pura. Por eso, el mismo motor de patinete puede ser comercializado bajo uno u otro nombre.
En la práctica, en el taller, la mayoría de los motores de buje de patinete funcionan muy bien con control vectorial (FOC), lo que los hace más silenciosos y suaves que con modulación por ancho de pulsos (PWM). La forma exacta de su voltaje tiene solo un efecto secundario en el resultado.
¿Y el motor síncrono, y el motor asíncrono?
« Síncrono » significa que el rotor gira exactamente al ritmo del campo creado por los bobinados: este es el caso de los motores de imanes, como los BLDC y los PMSM. El motor asíncrono, por otro lado, no tiene imanes: el campo del rotor es inducido por el estator, y el rotor gira un poco más lento que el campo. Robusto y sin imanes, es menos compacto a la misma potencia, y es poco común en los vehículos pequeños.
Imanes en superficie o en el interior
Dentro de los motores PMSM, se distinguen los motores con imanes adheridos en la superficie del rotor (SPM) y aquellos con imanes alojados en el interior (IPM). Esta diferencia altera significativamente el comportamiento a alta velocidad: este es el tema de nuestra guía motores IPM y SPM.
Lo que cambia al elegir un motor
- El nombre, ya sea BLDC o PMSM, es menos importante que el voltaje, la corriente soportada, el sistema de refrigeración y la constante de velocidad del motor. Consulte nuestra guía sobre Kv, Kt y los polos.
- El controlador debe ser capaz de leer los sensores con los que está equipado el motor.
- Nuestros motores para patinetas eléctricas son motores de imanes permanentes sin escobillas, disponibles en versiones de alta velocidad y alto torque.
Preguntas frecuentes
¿Es posible controlar un motor BLDC en modo FOC?
Sí. El control vectorial funciona muy bien en la mayoría de los motores llamados BLDC, ofreciendo una mayor suavidad y reducción de ruido. El par motor puede presentar ligeras irregularidades si el voltaje del motor se desvía significativamente de una forma sinusoidal, pero esto rara vez es problemático.
¿Cómo puedo saber si mi motor es de tipo BLDC o PMSM?
Al observar la tensión entre dos fases en un osciloscopio mientras se hace girar el motor manualmente, una onda sinusoidal regular indica un motor PMSM, mientras que plataformas indican un motor BLDC. En la práctica, casi nunca es necesario saberlo.
¿El motor de una patineta eléctrica es síncrono?
Sí. Es un motor de imanes permanentes, por lo tanto, síncrono: su velocidad de rotación está directamente relacionada con la frecuencia de la corriente que le envía el controlador.