Instituto Politcnico Nacional ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD CULHUACANIngeniera En Comunicaciones y Electrnica.

Mquinas Elctricas.

Control de un motor Brushless

Alumnos: * Gonzlez Moreno Antonio de Jess*Gutierrez Vega Israel

Grupo: 5EM5.

Profesor: De la Barrera Alfredo

Fecha: 27| Febrero | 2015.

Indice

Objetivo General. 3Marco Terico 3Desarrollo y Resultados Experimentales 7Conclusiones 10Bibliografa 10

Objetivo General: Generar un circuito de control para un motor Brushless

Marco TericoMotor elctrico brushless: Funcionamiento y caractersticas

Componentes del motor brushless:

Los motores brushless estn compuestos por una parte mvil que es el rotor, que es donde se encuentran los imanes permanentes, y una parte fija, denominada estator o carcasa, sobre la cual van dispuestos los bobinados de hilo conductor. La imagen refleja una seccin de uno de estos motores en donde puede verse la disposicin de los bobinados y los imanes permanentes (que en este caso son de neodimio).

Funcionamiento del motor brushless:

Como su propio nombre indica, brushless quiere decir "sin escobillas". En este tipo de motor la corriente elctrica pasa directamente por los bobinados del estator o carcasa, por lo tanto aqu no son necesarias ni las escobillas ni el colector que se utilizan en los brushed. Esta corriente elctrica genera un campo electromagntico que interacciona con el campo magntico creado por los imanes permanentes del rotor, haciendo que aparezca una fuerza que hace girar al rotor y por lo tanto al eje del motor.

No tenemos ni escobillas, ni colector y tampoco tenemos delgas; por lo que ahora el elemento que controlar que el rotor gire sea cual sea su posicin ser el variador electrnico; que lo que hace bsicamente es ver en qu posicin se encuentra el rotor en cada momento, para hacer que la corriente que le llegue sea la adecuada para provocar el movimiento de rotacin que le corresponde. El variador es capaz de hacer esto, gracias a unos sensores en el motor, o tambin mediante la respuesta obtenida o mejor dicho, observacin de cmo se comporta la corriente del motor. Por este motivo, los variadores empleados en este tipo de motores son algo ms complicados que los utilizados en brushed, ya que deben analizar la respuesta y los datos de funcionamiento del motor segn estn teniendo lugar, es decir, en tiempo real.

Qu indica el factor "kV" en un motor Brushless:

Cuando hablamos de motores brushless, hay un parmetro importante que debemos considerar, que es factor "kV". Normalmente aparece junto al nmero de vueltas de bobinado del motor, y lo que nos indica es el nmero de revoluciones por minuto a las que es capaz de girar el motor por cada Voltio de electricidad que se le aplica.

Es decir, que si tenemos por ejemplo un motor brushless de 3000kV, y le aplicamos a sus bornes 10 voltios, la velocidad ser de 30000rpm. En el mercado podemos encontrar un rango amplio para este factor.

Pero como ocurre muchas veces, no todo son ventajas. A mayores valores para el kV, mayores valores de velocidad, pero menores valores de par y viceversa. Por lo tanto se trata de encontrar una solucin de compromiso entre velocidad y par teniendo en cuenta las caractersticas de nuestro modelo. Si tenemos un buggy aligerado, optaremos por motores con valor kV ms elevado, cuya respuesta en velocidad y aceleracin sean mayores; pero si tenemos modelos de mayor peso, como puede ser el caso de los Short Course, quizs sera mejor optar por un valor de kV algo inferior, que tenga una velocidad y aceleracin satisfactoria pero que nos proporcione un mayor valor para el par.

Un motor elctrico sin escobillas o motor brushless es un motor elctrico que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Los motores elctricos solan tener un colector de delgas o un par de anillos rozantes. Estos sistemas, que producen rozamiento, disminuyen el rendimiento, desprenden calor y ruido, requieren mucho mantenimiento y pueden producir partculas de carbn que manchan el motor de un polvo que, adems, puede ser conductor.

Los primeros motores sin escobillas fueron los motores de corriente alterna asncronos. Hoy en da, gracias a la electrnica, se muestran muy ventajosos, ya que son ms baratos de fabricar, pesan menos y requieren menos mantenimiento, pero su control era mucho ms complejo. Esta complejidad prcticamente se ha eliminado con los controles electrnicos.

El inversor debe convertir la corriente alterna en corriente continua, y otra vez en alterna de otra frecuencia. Otras veces se puede alimentar directamente con corriente continua, eliminado el primer paso. Por este motivo, estos motores de corriente alterna se pueden usar en aplicaciones de corriente continua, con un rendimiento mucho mayor que un motor de corriente continua con escobillas. Algunas aplicaciones seran los coches y aviones con radiocontrol, que funcionan con pilas.

Otros motores sin escobillas, que slo funcionan con corriente continua son los que se usan en pequeos aparatos elctricos de baja potencia, como lectores de CD-ROM, ventiladores de ordenador, casetes, etc. Su mecanismo se basa en sustituir la conmutacin (cambio de polaridad) mecnica por otra electrnica sin contacto. En este caso, la espira slo es impulsada cuando el polo es el correcto, y cuando no lo es, el sistema electrnico corta el suministro de corriente. Para detectar la posicin de la espira del rotor se utiliza la deteccin de un campo magntico. Este sistema electrnico, adems, puede informar de la velocidad de giro, o si est parado, e incluso cortar la corriente si se detiene para que no se queme. Tienen la desventaja de que no giran al revs al cambiarles la polaridad (+ y -). Para hacer el cambio se deberan cruzar dos conductores del sistema electrnico.

Un sistema algo parecido, para evitar este rozamiento en los anillos, se usa en los alternadores. En este caso no se evita el uso de anillos rozantes, sino que se evita usar uno ms robusto y que frenara mucho el motor. Actualmente, los alternadores tienen el campo magntico inductor en el rotor, que induce el campo magntico al esttor, que a la vez es inducido. Como el campo magntico del inductor necesita mucha menos corriente que la que se va generar en el inducido, se necesitan unos anillos con un rozamiento menor. Esta configuracin la usan desde pequeos alternadores de coche hasta los generadores de centrales con potencias del orden de los mega watts.

DesarrolloCircuito (Elaborado en Fritzing)

Circuito Integrado utilizado: L293D: Driver (Half H-Driver) para control de varios motoresLas salidas corresponden como sigue:Amarillo: Bobina 1Blanco: Bobina 2 Verde: Bobina 3Alimentacin del Motor Brushless:Negro: GND ExternaRojo: Vcc = 12VCD (Externa)

SourceCode (Arduino)

//Control de un Brushless mediante la implementacin de un PWN de 3 fases para generar el giro del motor

int espera = 10;int p1 = 2;int p2 = 3;int p3 = 4;char inChar;

void setup() { pinMode(p1, OUTPUT); pinMode(p2, OUTPUT); pinMode(p3, OUTPUT); Serial.begin(9600);}

void loop() {

if (Serial.available()){ inChar = (char)Serial.read(); if (inChar == '-'){ espera -=1; } else{ espera +=1; } Serial.println(espera); }

digitalWrite(p1, 1); digitalWrite(p2, 1); digitalWrite(p3, 0); delay(espera); digitalWrite(p1, 1); digitalWrite(p2, 0); digitalWrite(p3, 0); delay(espera); digitalWrite(p1, 1); digitalWrite(p2, 0); digitalWrite(p3, 1); delay(espera); digitalWrite(p1, 0); digitalWrite(p2, 0); digitalWrite(p3, 1); delay(espera); digitalWrite(p1, 0); digitalWrite(p2, 1); digitalWrite(p3, 1); delay(espera); digitalWrite(p1, 0); digitalWrite(p2, 1); digitalWrite(p3, 0); delay(espera);}

Conclusiones

Gonzlez Moreno Antonio de Jess

Con un integrado L293D nos fue posible lograr controlar el funcionamiento de un motor brushless, de igual manera que lo hicimos con ayuda del arduino UNO en este caso, se puede concluir en la manera e la que este puede ser un controlador bastante util para diversas aplicaciones, como de control de ventiladores como en este caso, motores de aeronaves UAV, lectores de CD y dems y de facil mantenimiento puesto que la columna vertebral del funcionamiento del motor se encuentra dentro del cdigo fuente del arduino el cual es bastante fcil de programar.Gutierrez Vega IsraelUtilizando las seales directas a las bobinas para levantar el campo y el giro de nuestro motor no hay la necesidad de pasar por las escobillas esto nos permite indicar en que momento es el giro y su paro, con ayuda de arduino podemos hacer el microcontrolador y separar las seales de cadad bobina.

Bibliografa

http://elabz.com/bldc-motor-with-arduino-circuit-and-software/

http://www.cochesrc.com/motor-electrico-brushless-funcionamiento-y-caracteristicas-a3607.html

pg. 1