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Motor brushless para drones: características y funcionamiento

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Última actualización: 3 de julio de 2023
David Salazar
En pocas palabras

Un motor brushless, también conocido como motor sin escobillas, es un tipo de motor eléctrico que utiliza imanes permanentes en el rotor y bobinas de alambre en el estator para producir movimiento. A diferencia de los motores eléctricos tradicionales, los motores brushless no tienen escobillas y conmutadores mecánicos para transferir la corriente eléctrica al rotor.

Vista en detalle de un motor brushless que es una pieza o accesorio de dron

Características motor brushless

Las principales características de un motor brushless son las siguientes:

  • Sin escobillas: los motores brushless no tienen escobillas, lo que significa que no hay contacto físico entre las piezas móviles. Esto reduce la fricción, el desgaste y la generación de calor, lo que a su vez aumenta la eficiencia del motor y su vida útil.
  • Alto rendimiento: pueden alcanzar una eficiencia de hasta el 95%. Esto significa que convierten una gran cantidad de energía eléctrica en energía mecánica, lo que se traduce en una mayor potencia y velocidad.
  • Mayor durabilidad: debido a la falta de escobillas y al menor desgaste de las piezas móviles, los motores brushless tienen una vida útil más larga que los motores con escobillas.
  • Control preciso: pueden ser controlados con gran precisión, lo que permite ajustar la velocidad y el par de torsión de forma precisa y constante. Esto los hace ideales para aplicaciones de control de movimiento, como en robots y sistemas de automatización.
  • Bajo nivel de ruido: debido a la falta de escobillas y al menor desgaste, los motores brushless generan menos ruido que los motores con escobillas. Esto los hace ideales para aplicaciones en las que se requiere un funcionamiento silencioso, como en drones y equipos médicos.
  • Menor mantenimiento: como no tienen escobillas, los motores brushless requieren menos mantenimiento que los motores con escobillas. Esto reduce los costos de mantenimiento y prolonga la vida útil del motor.

La característica más importante en un motor brushless son las Kv, es decir, la constante de velocidad de la unidad (RPM/Voltios). Esta constante indica la velocidad máxima que el motor puede alcanzar en RPM (revoluciones por minuto) por cada voltio que se aplica al motor. En otras palabras, Kv indica la velocidad del motor sin carga, cuando no hay resistencia que frene su rotación. Por ejemplo, si un motor brushless tiene una Kv de 1000 RPM/V, significa que con una batería de 12V sin carga, el motor girará a una velocidad máxima de 12 x 1000 = 12000 RPM.


Partes de un motor brushless

Las principales partes de un motor brushless son las siguientes:

  • Rotor: parte móvil del motor y está compuesto por imanes permanentes. Los imanes están dispuestos en una configuración específica para crear un campo magnético que interactúa con el campo magnético generado por las bobinas del estator.
  • Estator: es la parte fija del motor y está compuesto por bobinas de alambre. Las bobinas están dispuestas alrededor del rotor y se utilizan para crear un campo magnético giratorio que interactúa con los imanes del rotor para producir el movimiento del eje.
  • Caja de engranajes: algunos motores brushless pueden estar equipados con una caja de engranajes para reducir la velocidad de rotación del eje y aumentar el torque.
  • Carcasa: estructura externa que protege todas las partes internas del motor y proporciona un punto de montaje para el motor en una aplicación específica.

El variador electrónico de velocidad o ESC (Electronic Speed Controller) es un dispositivo que se utiliza para controlar la velocidad de un motor brushless. El ESC se conecta entre la fuente de alimentación y las bobinas del estator del motor brushless.

Se utiliza para suministrar la corriente eléctrica en el momento adecuado y en la cantidad correcta para mantener el campo magnético giratorio del estator y producir el movimiento del rotor.

El control ESC para motor brushless funciona mediante la lectura de señales de un receptor de radio control o de un microcontrolador, que indican la velocidad y la dirección de rotación deseada del motor. El ESC utiliza esta información para ajustar la frecuencia y el tiempo de la corriente suministrada a las bobinas del estator del motor brushless. De esta manera, el ESC puede controlar la velocidad y la dirección de rotación del motor brushless.

El ESC también puede incluir otras funciones, como la protección contra sobrecarga, la detección de fallas del motor y la regulación de la corriente y la temperatura. En conjunto, el motor brushless y el variador ESC son una combinación eficiente y precisa que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, como drones, robots, vehículos eléctricos, entre otros.


Motor brushless: funcionamiento

Los motores brushless utilizan un control electrónico para conmutar la corriente eléctrica a las bobinas del estator, creando un campo magnético que interactúa con los imanes del rotor y produce el movimiento del eje. Este tipo de motor es conocido por su alta eficiencia, alta velocidad de rotación, bajo nivel de ruido y mantenimiento reducido, ya que no requiere reemplazar las escobillas gastadas.

El funcionamiento de un motor brushless se basa en la interacción entre los campos magnéticos del rotor y el estator, que produce el movimiento del eje del motor. A diferencia de los motores eléctricos tradicionales, los motores brushless no tienen escobillas y conmutadores mecánicos para transferir la corriente eléctrica al rotor. En su lugar, utilizan un control electrónico para conmutar la corriente eléctrica a las bobinas del estator.

Cuando se suministra corriente eléctrica a las bobinas del estator, se genera un campo magnético que interactúa con los imanes permanentes del rotor. Este campo magnético hace que el rotor gire y se alinee con el campo magnético del estator. El control electrónico del motor brushless asegura que las bobinas del estator reciban la corriente eléctrica en el momento adecuado, para mantener el campo magnético giratorio y mantener el movimiento del rotor.

La velocidad de rotación del motor brushless se puede controlar variando la frecuencia de la corriente eléctrica suministrada a las bobinas del estator. La dirección de rotación también se puede controlar cambiando el orden en que se suministra la corriente a las bobinas.

Los motores brushless utilizan la tecnología de control electrónico para proporcionar un campo magnético giratorio en el estator, que interactúa con los imanes permanentes del rotor para producir el movimiento del eje del motor.


Uso motores brushless

Los motores brushless se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, gracias a sus numerosas ventajas sobre los motores eléctricos tradicionales que utilizan escobillas y conmutadores mecánicos. Algunas de las aplicaciones más comunes de los motores brushless incluyen:

  • Drones y vehículos aéreos no tripulados (UAVs): son la opción preferida en la mayoría de los drones y UAVs, ya que son más eficientes, tienen una vida útil más larga y proporcionan una mayor precisión en el control de la velocidad y la dirección.
  • Robots: los motores brushless se utilizan en muchos tipos de robots, desde robots industriales hasta robots de servicio. Son una opción popular debido a su alta eficiencia, bajo nivel de ruido y baja emisión de calor.
  • Vehículos eléctricos: se utilizan en los motores de los vehículos eléctricos, ya que son más eficientes, tienen una vida útil más larga y proporcionan un control de velocidad y aceleración más preciso.
  • Herramientas eléctricas: se utilizan cada vez más en herramientas eléctricas, como taladros, sierras y amoladoras, ya que ofrecen una vida útil más larga y una mayor eficiencia en la transferencia de energía.
  • Electrodomésticos: se utilizan en muchos electrodomésticos, como ventiladores, aspiradoras y lavadoras, debido a su alta eficiencia y bajo nivel de ruido.

Mejores motores brushless

El motor en los drones es una de las partes más importantes, por ello la elección del mejor motor brushless depende del tipo de aplicación para la que se utilizará el motor. Existen varios factores que se deben tener en cuenta al elegir un motor brushless, como la velocidad, el par, la eficiencia, la calidad de construcción, la fiabilidad y el costo.

Sin embargo, hay algunas marcas y modelos de motores brushless que se destacan por su calidad y rendimiento. Algunos de los mejores motores brushless disponibles en el mercado incluyen:

  • T-Motor: marca líder en la fabricación de motores brushless para aplicaciones aéreas, incluyendo drones y UAVs. Sus motores brushless de alta calidad y rendimiento son conocidos por su fiabilidad y durabilidad.
  • Turnigy: marca popular en el mercado de los motores brushless, con una amplia variedad de modelos para aplicaciones en drones, robots y vehículos eléctricos. Sus motores brushless son conocidos por su alta eficiencia y calidad de construcción.
  • EMAX: con una amplia variedad de modelos para aplicaciones en drones, robots y vehículos eléctricos. Sus motores brushless son conocidos por su alta eficiencia, rendimiento y durabilidad.
  • Castle Creations: marca líder en la fabricación de controladores electrónicos de velocidad (ESC) y motores brushless para aplicaciones en vehículos eléctricos. Sus motores brushless son conocidos por su alta calidad y rendimiento.
  • Hacker: marca de motores brushless de alta calidad para aplicaciones en drones y aviones de radio control. Sus motores brushless son conocidos por su alta eficiencia, rendimiento y calidad de construcción.

Motor brushless: ventajas y desventajas

Los motores brushless ofrecen varias ventajas en comparación con los motores eléctricos tradicionales que utilizan escobillas y conmutadores mecánicos. Algunas de las ventajas (1) más destacadas de esta parte del dron incluyen:

  1. Mayor eficiencia: tienen una eficiencia mucho mayor que los motores eléctricos tradicionales. Convierten una mayor cantidad de energía eléctrica en energía mecánica. Esto se debe a que los motores brushless no tienen pérdidas de energía debido a la fricción de las escobillas y los conmutadores.
  2. Mayor durabilidad: vida útil más larga que los motores eléctricos tradicionales debido a que no tienen partes mecánicas que se desgasten con el tiempo.
  3. Mayor precisión en el control de la velocidad y la dirección: son capaces de proporcionar una mayor precisión en el control de la velocidad y la dirección, lo que los hace ideales para aplicaciones en drones, robots y vehículos eléctricos.
  4. Menor nivel de ruido: los motores brushless generan menos ruido que los motores eléctricos tradicionales, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que se requiere un bajo nivel de ruido, como electrodomésticos y herramientas eléctricas.
  5. Mayor potencia y par motor: pueden proporcionar una mayor potencia y par motor en comparación con los motores eléctricos tradicionales de tamaño y peso similares.
  6. Bajo mantenimiento: requieren menos mantenimiento, lo que significa que son más económicos y requieren menos tiempo y esfuerzo para mantenerlos en buen estado.

A pesar de sus muchas ventajas, los motores brushless también tienen algunos inconvenientes que deben tenerse en cuenta al elegir un motor para una aplicación específica. Algunos de los principales inconvenientes de los motores brushless incluyen:

  1. Costo inicial: suelen ser más costosos, lo que puede hacer que el costo inicial de un proyecto sea más elevado.
  2. Control más complejo: se requiere un controlador electrónico de velocidad (ESC) especializado. El proceso de configurar y calibrar un ESC puede ser más complejo que el de un controlador para un motor eléctrico tradicional.
  3. Requieren un suministro de energía estable: es necesario utilizar baterías de alta calidad y fuentes de alimentación estables para asegurarse que el motor funcione correctamente.
  4. Necesidad de programación: puede ser necesario programar el controlador electrónico de velocidad (ESC) para ajustar la configuración del motor para una aplicación específica.
  5. Interferencia electromagnética: debido a los campos magnéticos cambiantes que producen. Esto puede afectar a otros equipos electrónicos cercanos, lo que puede ser un problema en algunas aplicaciones.

Preguntas frecuentes motor brushless

¿Se puede hacer un motor brushless casero?

Sí, igual que puedes construir un dron casero es posible construir un motor brushless casero, pero requiere un conocimiento técnico especializado y herramientas y materiales adecuados. Si no se tiene experiencia en la construcción de motores eléctricos, lo mejor es comprar un motor brushless prefabricado en lugar de intentar construir uno desde cero.

¿Cómo se calcula una hélice según el motor brushless?

Para calcular una hélice para un motor brushless hay que tener en cuenta varios factores, incluyendo el diámetro y la velocidad de rotación del motor, el número de celda de la batería, el peso y la resistencia del avión o vehículo, y la eficiencia del sistema de propulsión en general.

¿Cómo calcular el consumo de un motor brushless?

El cálculo del consumo de un motor brushless depende de varios factores, como la eficiencia del motor, la corriente de funcionamiento y la duración de la operación. Si no se tiene experiencia en la selección y ajuste de sistemas de propulsión, puede ser útil buscar la asistencia de un experto o utilizar programas de cálculo de consumo de energía disponibles en línea.

¿Qué significa que un motor brushless tenga un alto torque?

Un motor brushless con alto torque significa que puede proporcionar una gran fuerza de giro o rotación en su eje de salida. El torque es una medida de la fuerza que puede producir un motor en su eje de salida para mover una carga. Se mide en unidades de fuerza por unidad de distancia, como Newton-metro (Nm) o libra-pie (lb-ft).

Fuentes del artículo

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    David SalazarRoams
    Actualizado por David Salazar

    David es el analista del producto de seguros en Roams. Conoce el condicionado de todos y cada uno de los productos de las aseguradoras que trabajan con distintos ramos. Además, David es piloto de drones, por lo que aporta su conocimiento al hablar de normativas y dispositivos en este sector.

    Nadia Pérez
    Editado y revisado por Nadia Pérez