Herramientas eléctricas sin escobillas o Brushless
Las nuevas herramientas eléctricas de batería que se venden en el mercado se tienen la posibilidad de elegir entre modelos con motor con escobillas o sin escobillas, muchos son los usuarios que no saben en qué consiste estos motores y sus ventajas que ofrecen.
El motor de herramienta eléctrica está diseñado para convertir la energía eléctrica en movimiento mecánico. El mercado está rebosado de una gran variedad de motores que puede manejar diferentes aplicaciones y requerimiento de potencia. Los tipos más comunes de motores son los sin escobillas y con los de escobillas, Aunque se basan en el mismo principio físico, su estructura, rendimiento y control difieren significativamente.
¿Qué son las escobillas?
Las escobillas de carbón sirven para el funcionamiento adecuado de las herramientas con motor de escobillas, como taladros, cepilladoras, cortasetos, y almoladoras, Las escobillas de carbón se eligen en función de la marca y el tipo de herramienta. Se instalan en la parte fija de un motor para garantizar una transición óptima de la potencia al rotor (la parte giratoria). Proporciona la conmutación libre de chispa.
Al trabajar en pareja, estos componentes son piezas de desgaste y están sujetos a fricción. Las escobillas de carbón están en contacto permanentemente con los anillos rozantes. Fabricado en grafito, estos componentes son de diferentes tipos. Puede estar equipado con un muelle, un conector (un cable con enchufe) o sin porta escobillas. Las escobillas tienen diferentes tamaños y formas (cuadras y principalmente rectangular) y pueden disponer de ranuras para mejorar el guiado.
La velocidad de la broca se especifica como parte del par de apriete, que depende de la fuerza del campo magnético. Las escobillas de carbón con muelle se fijan a un muelle que está equipado con una placa para garantizar el paso suave de la potencia. En algunos casos, las escobillas están montadas en una porta escobillas que incorpora un muelle diseñado para potenciar el empuje.
Por otro lado, las escobillas rompedoras se utilizan para detener el funcionamiento del motor, en última instancia, el taladro antes del desgaste completo del material de grafito. El objetivo es mantener un rendimiento óptimo.
Los fabricantes de herramientas eléctricas portátiles, suelen vender escobillas compatibles son sus máquinas. Las dimensiones se expresan en milímetros o pulgadas, que representan el grosor, la profundidad y la anchura. Sin embargo, estas especificaciones pueden variar de un fabricante a otro.
Desventajas de los motores con escobillas
Aunque los motores con escobillas son baratos, fiables y con una elevada relación de par o inercia, también presenta una serie de desventajas, estos componentes se desgastan con el paso del tiempo produciendo polvo. Este tipo de motor requiere un mantenimiento regular para limpiar o sustituir las escobillas. También tienen una baja capacidad de disipación del calor debido a la limitación del rotor, una alta inercia del rotor, una baja velocidad máxima e interferencia electromagnética (EMI) debido a la formación de arco en las escobillas.
El principio de funcionamiento de los motores sin escobillas es el mismo que el de los motores con escobillas (control de conmutación mediante la retroalimentación de la posición del eje interno), sin embargo, su diseño general es diferente. El diseño de la unida sin carbón minimiza la resistencia interna y contribuye a disipar el calor generado en las bobinas del estator. La eficiencia es, por lo tanto, mejor, ya que el calor de las bobinas puede disiparse de forma más eficiente gracias a la carcasa estacionaria del motor, mucho más grande.
A diferencia del motor con escobillas, el imán permanente de la unidad sin carbón está montado en el rotor. El estator es de acero laminado ranurado y contiene los devanados de la bobina. Por otro lado, las unidades con escobillas requieren poco o ningún componente externo.
Ventajas de un motor sin escobillas
La tecnología de motores sin escobillas no solo mejora la potencia de su herramienta eléctrica sin cable, también prolonga su vida útil, con este tipo de motores, no tendrás que preocúpate por el mantenimiento.
Las ventajas de la tecnología Brushless son numerosas. La ausencia de escobillas elimina los problemas asociados al sobrecalentamiento y las averías. Por lo tanto, la vida útil del motor sin carbón está relacionado únicamente con los rodamientos. Es más compacto dos o tres veces más ligero que las unidades con escobillas. Esto mejora la portabilidad, reduce el ruido y las vibraciones.
Las conmutaciones electrónicas permiten un posicionamiento preciso. El motor alcanza de hasta 50,000 RPM con rotores óptimamente equilibro. El modulo electrónico proporciona una mayor flexibilidad con un rango de variación más amplia especialmente el mantenimiento del par desde el inicio.
Al no haber fricción entre el rotor y el estator la eficiencia mejora consideradamente. El calor y la fricción se reducen mientras se optimiza la energía de la batería. Esto aumenta la potencia y la autonomía hasta un 25% con respecto a las baterías convencionales. Los fabricantes mencionan que las últimas generaciones de batería de iones de litio proporcionan hasta un 50% o incluso 60% de mayor autonomía.
La ausencia de fricción permite que el motor funcione sin producir chispa incluso durante aplicaciones intensivas, la tecnología Brushless no tiene zona de contacto, lo que reduce consideradamente el desgaste y el mantenimiento. Esto ofrece varias ventajas: el motor es más eficiente desde el punto de vista energético, evita el sobrecalentamiento, elimina la necesidad se sustituir las escobillas y los usuarios disfrutan de una mayor duración de la batería.
Diferencia de un motor sin escobilla y un motor con escobillas
En un motor eléctrico convencional, el rotor (parte giratoria de la maquina) se mueve dentro del estator (parte fija) ambas están unidas por una conexión eléctrica: el colector o conmutador, que está en contacto con pequeñas escobillas de carbón.
En la tecnología sin escobillas, el rotor está formado por imanes y el estator por bobinas que se cargan alternativamente de forma positiva o negativa. Así, los polos se atraen repelen permitiendo que el motor gire. La ventaja es que no hay contacto físico entre el rotor y el estator. La energía pasa de uno a otro a través del magnetismo entre electroimanes.
Alimentado por una corriente continua, el motor funciona con una corriente alterna producida por una tarjeta electrónica que transforma la corriente continua en trifásica de frecuencia variable. Así, las bobinas se alimentan alternativamente para crear un campo giratorio, por lo tanto, la rotación. El modulo electrónico, integrado en el motor o en la carcasa, regula continuamente la corriente para que el motor funcione con la máxima eficiencia, esto mejora el rendimiento.