Elegir el motor del taladro lleva a dos opciones en una primera clasificación, motor con escobillas o sin escobillas, y muchos son los usuarios que aún no saben en qué consisten estos motores y que ventajas nos ofrecen.
Los motores con escobillas convencionales tienen un par de bornes de carbón, también se llaman motores cepillados, porque estos dos bornes proporcionan energía eléctrica al conmutador que cambia la polaridad de los electroimanes para conseguir el giro del eje del motor.
Los motores sin escobillas también denominados motores brushless o motores BL como simplificación de la tecnología brushless ya está empezando a ganar tracción en el mercado.,
¿Cómo funciona el motor sin escobillas del taladro?
El atornillador brushless, traducción inglesa de “sin escobillas” tiene un colector y coloca los imanes en el eje del motor, en lugar de rodearlo.
Los devanados de cobre son fijos, no giran, y rodean los imanes en el eje del motor. La corriente de la batería se entrega a través de una placa de circuito a los devanados que sólo entrega la energía necesaria en consecuencia supone un ahorro de energía para la batería. Si pensamos en el espacio, los taladros brushless pueden tener devanados más grandes, a igual espacio pueden dar más potencia, y no hay arrastre en el motor de los cepillos.
¿Cómo funciona el motor con escobillas en un taladro?
Un motor con escobillas convencional tiene cuatro partes principales:
- Las escobillas, es decir dos polos o cepillos de acero aleado con carbono, el acero le da dureza, y el carbono lubricación.
- Un anillo de imanes.
- Una armadura.
- Un conmutador.
En los taladros de batería funcionando en corriente continua (CC) esta viaja de la batería, a través de las escobillas, y al conmutador, que pasa la energía eléctrica a los devanados de cobre de la armadura. Los devanados se imantan por la corriente, que empujan contra los imanes estáticos que rodean los devanados, lo que hace que el motor gire. Si se suelta el interruptor, la corriente se detiene y el taladro deja de girar.
¿Qué ventajas tiene los motores Brushless en los taladros de batería?
Aunque el coste es un poco más elevado, tienen una serie de ventajas para nuestras máquinas. Se están consolidando con el avance de las nuevas tecnologías. Esta tecnología Brushless, está siendo una revolución en herramientas a batería.
Son más cortos, con lo que el taladro puede tener una carcasa más pequeña y ser más ligero, encajando mejor en espacios reducidos.
Los motores Brushless presentan grandes ventajas en motores de impacto y los taladros de martillo inalámbrico, porque los cinceles deben sujetarse especialmente al conmutador en estas herramientas, en particular debido a la acción de las herramientas. Como resultado, el taladro percutor no experimenta tanta vibración.
Como puntos fuertes del taladro con motor
- Mayor duración de la batería
- Como consecuencia del punto anterior se consideran “Eco-friendly” ya que se reduce el consumo energético.
- Menor ruido de la herramienta
- Menor calentamiento de la herramienta y, en consecuencia, menos averías
- Mayor rendimiento.
- No debemos cambiar las escobillas con lo que se reduce el mantenimiento.
- Mayor torsión y velocidad de rotación porque se reduce la fricción
- Regulación más eficiente del control de velocidad
Extrayendo valores numéricos de las mejoras en este tipo de taladros:
- La altura de los modelos con la tecnología brushless se reduce en torno a 2 cm con respecto a los modelos equivalentes de escobillas y
- El peso es menor, se reduce hasta 20% con respecto a los modelos equivalentes.
- Funcionamiento silencioso: los motores brushless tienen un funcionamiento más suave y silencioso que los motores convencionales, lo cual se traduce en una mejora ambiental sensible en el lugar de trabajo (de 72 a 63 dbA).
- El par del atornillador brushless mejora entorno al 15% si se compara con su equivalente de escobillas.
¿Tiene inconvenientes los motores sin escobillas?
El precio, estos taladros suelen tener un coste ligeramente superior es decir suponen una mayor inversión inicial.
También es importante destacar que la composición de las herramientas sin escobillas con un controlador electrónico supone ciertas limitaciones para usos en condiciones externas recordando que deben tener una buena ventilación para que no se quemen los bobinados.
Estanqueidad: al no necesitar ventilación, se prescinde de las rejillas de ventilación en la carcasa o base de las máquinas, mejorándose la estanqueidad de las máquinas y así su durabilidad.
Los equipos brushless requieren un control más complejo que justifica la inversión inicial más elevada que otras tecnologías más convencionales. Esta inversión tiene retorno rápido dadas las ventajas que acabamos de mencionar.
¿Qué tipo de motores Brushless existen ?
Aunque inicialmente parece que el funcionamiento da lugar a un único diseño la realidad en que hay varios tipos, debemos reseñar que no todos ellos son integrados en taladros.
Uno de los tipos más comunes de motor de CC sin escobillas utiliza los mismos tamaños de bastidor NEMA que los motores paso a paso estándar.
Motores brushless de tipo cardán o BLDC
Los motores brushless de cardán suelen ser planos y tienen un orificio central a través del centro del motor. El rotor de un motor cardán está diseñado en forma circular con imanes permanentes montados en el borde exterior del rotor. Los electroimanes se montan en la carcasa externa con el círculo interior girando sobre cojinetes alrededor del centro hueco. Incluyen una gran cantidad de polos en comparación con otros, sobre todo si se comparan con los motores NEMA más pequeños. Estos polos adicionales tienen la ventaja controlar la velocidad del motor con mayor precisión y de brindar un rendimiento más uniforme sobre todo a velocidades más bajas.
Motores brushless con estructura NEMA
Uno de los tipos más comunes del motor de corriente continua está construidos en los mismos tamaños de bastidor que los motores paso a paso típicos, NEMA 17 o NEMA 23, pero con diseños de motores brushless en lugar de paso a paso.
Al igual que con los motores paso a paso, una regla práctica es que cuanto más larga sea la el cuerpo del bobinado del motor, mayor será el par, por supuesto hay otros factores como las espitas del bobinado y la tensión que pueden variar.
Motores brushless de un polo
Los motores sin escobillas de un solo polo se basan en un par de un solo polo es más simple y barato, pero controlan peor rendimiento sobre todo a velocidades más bajas. Son mucho más adecuados para aplicaciones de mayor velocidad y normalmente no tienen sensores. Se usan más en bombas que en atornilladores.
Motores sin escobillas “outrunner”
Un motor “outrunner” es muy similar al cardán, pero gira la carcasa exterior del motor alrededor de un centro fijo en lugar de al revés esto hace que su ventilación sea más eficiente, como los anteriores no son propios de taladros, se ven más en drones. El mayor número de polos y la rotación externa ofrece un par alto que muchos otros tipos de motor sin escobillas.
Devanados en motores de los atornilladores
El bofinado o devanado de los motores es un factor a considerar, especialmente por el tipo de devanados que contiene. Con un cableado tipo triangulo o delta, el motor se configura con todas las fases conectadas entre sí con energía aplicada donde las fases se encuentran. Sin embargo, en un devanado Y (o estrella) todas las fases están conectadas en el centro.
Como ocurres en motores de corriente alterna la configuración en estrella permite una velocidad más alta con un par más bajo a bajas velocidades mientras que devanado en estrella ofrece una velocidad máxima reducida pero un mayor control en el extremo de velocidad inferior.
El bobinado en estrella es más eficiente en términos generales, pero pueden influir factores como los materiales, la calidad de la construcción y del montaje.