Los motores de CC sin escobillas (BLDC) son cada vez más populares debido a su entrega de par suave, alta eficiencia y confiabilidad. Entre ellos, los motores BLDC trifásicos se utilizan ampliamente en aplicaciones que van desde equipos industriales hasta vehículos eléctricos y drones. El cableado correcto de un motor BLDC trifásico es fundamental para su funcionamiento óptimo y longevidad. Este artículo lo guiará a través de los aspectos esenciales del cableado de motores BLDC trifásicos, instrucciones paso a paso y mejores prácticas.

Cableado de motor BLDC trifásico

Un motor BLDC trifásico consta de

  1. Rotor: imanes permanentes que giran.
  2. Estator: bobinados estacionarios en tres fases, etiquetados como A, B y C.
  3. Controlador electrónico de velocidad (ESC): transforma la energía de CC en energía de CA trifásica específica del motor.

El motor se alimenta con corrientes trifásicas que están desfasadas 120°. Se genera un par constante mediante la interacción de estas corrientes con el campo magnético del rotor.

Componentes necesarios para el cableado

Antes de cablear un motor BLDC trifásico, asegúrese de tener los siguientes componentes:

  • Motor BLDC trifásico
  • Controlador electrónico de velocidad (ESC)
  • Fuente de alimentación (batería o fuente de alimentación)
  • Sensores Hall (opcionales, para control de bucle cerrado)
  • Cables (del calibre adecuado para las corrientes nominales)
  • Conectores (por ejemplo, conectores tipo bala o terminales de tornillo)

Guía paso a paso para el cableado

Identifique las fases del motor

El motor tendrá tres cables correspondientes a sus tres fases. Por lo general, estos están codificados por colores (por ejemplo, amarillo, verde y azul). Si no están etiquetados, consulte la hoja de datos del fabricante o use un multímetro para probar la continuidad de la bobina.

Conecte las fases del motor al ESC

El ESC también tiene tres terminales de salida (generalmente codificados por colores) para que coincidan con las fases del motor. Conectar:

  • Fase A del motor → Salida A del ESC
  • Fase B del motor → Salida B del ESC
  • Fase C del motor → Salida C del ESC

No existe una polaridad estricta para el cableado inicial, ya que el ESC puede adaptarse al orden de cableado.

Cableado del sensor Hall (si corresponde)

Si su motor tiene sensores Hall, conecte los cables del sensor Hall del motor al ESC. Estos cables suelen incluir:

  • Tres cables de señal: para los sensores correspondientes a las fases A, B y C.
  • Un cable de alimentación: suministra energía a los sensores (normalmente 5 V o 3,3 V).
  • Un cable de tierra: se conecta a la tierra del ESC.

Asegúrese de que el conector del sensor Hall coincida con la distribución de pines del ESC. De lo contrario, utilice un arnés de cableado personalizado.

Conexión de la fuente de alimentación

Conecte los terminales de entrada de energía del ESC a la fuente de alimentación o la batería. Asegúrese de que:

  • La polaridad positiva a positiva o negativa a negativa sea precisa.
  • Compatibilidad de voltaje entre el ESC y el motor.

Prueba de la dirección del motor

  • Una vez realizado el cableado, enciende el sistema. Se pueden cambiar dos de los tres cables de fase del motor si el motor gira en la dirección incorrecta.

Configuraciones de cableado comunes

Diferencia entre conexión en estrella y en triángulo

Los motores BLDC trifásicos se pueden configurar de dos formas principales:

Configuración en estrella

  • Se forma una Y mediante la conexión de los tres devanados en un único punto.
  • Los extremos de los devanados se conectan a los terminales U, V y W del controlador.
  • Es común en aplicaciones que requieren un mayor par a bajas velocidades.

Configuración en delta

  • Los devanados se conectan de extremo a extremo, formando un triángulo.
  • Cada devanado se conecta directamente a dos terminales del controlador.
  • Es la opción preferida para aplicaciones que exigen altas velocidades.

Cuadro comparativo: configuración en estrella y en triángulo

Característica Configuración Wye Configuración Delta
Par a baja velocidad Mayor Menor
Rango de velocidad Menor Mayor
Eficiencia Mayor a bajas velocidades Mayor a altas velocidades
Requisitos de corriente Menor Mayor

Diagramas de cableado comunes

Configuración básica del cableado

A continuación, se incluye un diagrama de cableado abreviado para un motor BLDC trifásico sin sensores Hall:

Componente Conexión
Fase del motor A Fase A del ESC
Fase del motor B Fase B del ESC
Fase del motor C Fase C del ESC
Fuente de alimentación positiva (+) Entrada de alimentación positiva del ESC
Fuente de alimentación negativa (-) Entrada de alimentación negativa del ESC

Cableado con sensores Hall

Para motores equipados con sensores Hall, agregue estas conexiones:

Cable del sensor Hall Pin de entrada del sensor Hall del ESC
Sensor Hall A Entrada Hall A
Sensor Hall B Entrada Hall B
Sensor Hall C Entrada Hall C
Alimentación (+) Pin de alimentación del Hall
Tierra (-) Pin de tierra del Hall

Consideraciones importantes

Valores nominales de voltaje y corriente

Asegúrese de que:

  • El motor, el ESC y la fuente de alimentación sean compatibles en términos de voltaje y corriente.
  • Los cables tengan el tamaño correcto para la corriente para evitar el sobrecalentamiento.

Aislamiento y seguridad

  • Use conectores aislados para evitar cortocircuitos.
  • Evite cables sueltos que puedan entrar en contacto con otros componentes.

Conexión a tierra

  • La conexión a tierra adecuada minimiza el ruido eléctrico y mejora la confiabilidad del sistema. Asegúrese de que la conexión a tierra de la fuente de alimentación, el ESC y los sensores Hall estén conectados.

Consejos para la resolución de problemas

Si su motor no funciona correctamente, considere estos posibles problemas:

Problema Causa Posible Solución
El motor no arranca Cableado de fases incorrecto o conexiones flojas Verifique las conexiones y la continuidad.
Dirección incorrecta de rotación del motor Error en la secuencia de fases Los cables de fase del motor pueden estar invertidos.
Movimiento brusco o errático Cableado defectuoso del sensor Hall o configuración incorrecta del ESC Verifique las conexiones del sensor Hall.
Sobrecalentamiento del ESC Corriente excesiva o parámetros del motor incorrectos Verifique la carga y la configuración del ESC.

Aplicaciones de los motores BLDC trifásicos

  • Vehículos eléctricos: el par motor suave y la alta eficiencia hacen que los motores BLDC sean ideales para los vehículos eléctricos.
  • Drones y robótica: control preciso y peso ligero.
  • Equipos industriales: confiables y duraderos para entornos exigentes.

Conclusión

La longevidad y el rendimiento de un motor BLDC trifásico dependen de su cableado. Ya sea que lo use en una aplicación industrial de alta velocidad o en un dron controlado con precisión, seguir los procedimientos de cableado correctos garantizará un funcionamiento sin problemas. Priorice siempre la seguridad, consulte las hojas de datos del motor y del ESC y verifique las conexiones antes de aplicar energía.