1. ¿Por qué se llama bomba de CC sin escobillas?
La bomba de CC sin escobillas fue inicialmente nombrada debido al uso de un motor de CC sin escobillas. Empecemos entonces con el desarrollo del motor de corriente continua.
1.1 Ventajas y desventajas del motor de CC con escobillas
Los primeros motores de corriente continua (CC) se conmutaban mediante conmutadores y escobillas, por lo que se les conocía popularmente como motores de CC con escobillas. Presentan las siguientes ventajas y desventajas.
Ventajas:
En comparación con el motor de CA, el motor de CC tiene un excelente control de velocidad, un amplio rango de regulación de velocidad, un gran par motor, un buen rendimiento a baja velocidad, un funcionamiento estable y una alta eficiencia.
Desventajas:
Sin embargo, dado que los motores de CC convencionales se conmutan a través de escobillas y contactos del conmutador, presentan varios inconvenientes: Chispas, desgaste mecánico, interferencia electromagnética, ruido fuerte, corta vida útil....
Debido a su compleja estructura, la bomba presenta baja fiabilidad, es propensa a fallar y requiere mantenimiento frecuente. En un sistema complejo, constituye una fuente importante de inestabilidad, por lo que su aplicación es limitada.
1.2 Ventajas del motor de CC sin escobillas
La invención del motor de corriente continua sin escobillas se benefició del desarrollo de la tecnología electrónica, que utilizaba circuitos de conmutación de transistores en lugar de escobillas y conmutadores.
La estructura del motor de CC sin escobillas es similar a la del motor síncrono de CA de imanes permanentes, con bobinas en el estator e imanes permanentes en el rotor.
Ventajas:
- Hereda todas las ventajas de los motores de corriente continua con escobillas.
- Sin chispas, sin desgaste mecánico, alta fiabilidad, larga vida útil, sin mantenimiento.
2. Innovación estructural basada en motores de corriente continua sin escobillas
La falla y fuga del sello del eje es la causa más común de que se queme una bomba. Para solucionar completamente este problema y prolongar la vida útil de la bomba de agua, la bomba de CC sin escobillas ha innovado su estructura.
Como puede verse en el diagrama de la estructura de la bomba BLDC anterior, La bobina del estator y la placa de circuito están completamente aisladas del líquido y del rotor mediante la capa de aislamiento.. A diferencia del sellado dinámico de la junta tórica, este es un sellado estático completo. Garantiza que no haya fugas.
Además de evitar fugas de líquido, esta estructura también aporta otro beneficio: buena disipación del calor, lo que permite que la bomba tenga una vida útil más prolongada. El medio líquido bombeado enfría el rotor de operación de alta velocidad y la eficiencia de enfriamiento es mucho mejor. que el flujo de aire de refrigeración dentro de la bomba de agua tradicional.
Debido a esta estructura única de la bomba de CC sin escobillas, a menudo se la conoce con otro nombre: bomba de accionamiento magnético.
3. Diferencia entre 2 fases y 3 fases
El principio de funcionamiento de la bomba de agua de CC sin escobillas es similar al de la bomba de agua de CA. Es decir, el rotor es impulsado a girar por los campos magnéticos cambiantes generados por las bobinas de devanado emparejadas en el estator. Pero tenga en cuenta que, a diferencia de las bombas de agua de CA, Las bombas de agua de CC sin escobillas utilizan fuentes de alimentación de CC de bajo voltaje. en lugar de alimentación de CA de 110 V o 220 V.
La bomba de CC sin escobillas de 2 fases tiene dos pares de campos magnéticos y un estator de 4 ranuras, mientras que la bomba de CC sin escobillas de 3 fases tiene tres pares de campos magnéticos y un estator de 6 ranuras.
La bomba CC sin escobillas de 2 fases Por lo general, tiene un costo menor que la bomba de CC sin escobillas trifásica.. Esto se debe a que requiere que el circuito dentro del cuerpo de la bomba coloque el sensor Hall para detectar la posición del rotor.
Para evitar que los componentes electrónicos se quemen, generalmente exigimos que la temperatura del fluido bombeado no supere los 60 grados Celsius. Asimismo, la potencia de la bomba no debe ser excesiva (ya que la bobina genera mucho calor durante su funcionamiento).
La bomba de CC sin escobillas trifásica utiliza Control de MCU y detección inteligente de la posición de conmutación en lugar del sensor Hall. Puede ubicar el circuito con todos los componentes electrónicos en una caja de control fuera del cuerpo de la bomba, según sus necesidades.
En comparación con una bomba de CC sin escobillas de 2 fases, Una bomba de CC sin escobillas trifásica nos permite aumentar significativamente la potencia nominal de la bomba para mejorar su rendimiento..
Al mismo tiempo, la bomba de CC sin escobillas trifásica puede funcionar en un ambiente de temperatura más alta.
Además, debido al uso de MCU, podemos agregar muchas funciones de programa a la bomba, tales como protección inversa, protección contra atascos, protección contra sobrecorriente, control manual de velocidad, programa predefinido, etc.
La bomba de CC sin escobillas trifásica supone una mejora trascendental, en resumen.
4. Control de accionamiento de onda sinusoidal: para la reducción de ruido.
En comparación con las bombas de agua de corriente alterna y las bombas de agua de corriente continua tradicionales, el nivel de ruido de la bomba de agua de corriente continua sin escobillas es muy bajo, de aproximadamente 40 dB o menos. Sin embargo, en ciertos entornos específicos, como en colchones con sistema de fontanería en dormitorios, sistemas de circulación de acuarios o sistemas de refrigeración de CPU, el nivel de ruido será más crítico.
Para reducir aún más el ruido, en algunos modelos de producto hemos adoptado la tecnología de control de accionamiento por onda sinusoidal en lugar del accionamiento por onda cuadrada.
El principio de funcionamiento del accionamiento por onda sinusoidal es el siguiente: el sistema de control de la bomba obtiene la posición precisa del rotor mediante la tecnología de control trifásico sin sensores. Utiliza un circuito de control complejo para proporcionar la corriente de fase variable que coincide con cada fuerza electromotriz opuesta.. Idealmente, el uso de tecnología de control de accionamiento de onda sinusoidal puede lograr un par constante de la bomba.
Como resultado, en comparación con la excitación por onda cuadrada, la excitación por onda sinusoidal puede lograr algunas ventajas, entre ellas: Baja fluctuación de par, funcionamiento suave, ruido superbajo., etc.
Debido a su elevado coste, la tecnología de control de accionamiento por onda sinusoidal se utilizaba principalmente en el ámbito militar y en algunas aplicaciones de alta exigencia. Sin embargo, en los últimos años, gracias a la reducción de precios de los microcontroladores y procesadores digitales de señal de alta velocidad, ha cobrado cada vez más relevancia.
5. Infografía sobre la relación entre las bombas de CC sin escobillas
Gracias al avance de diversas tecnologías y a la continua innovación de materiales y procesos, el rendimiento de las bombas de CC sin escobillas ha mejorado notablemente en todos los aspectos. En las últimas décadas, su uso se ha extendido gradualmente a un número cada vez mayor de campos.
Es el resultado de la combinación de tecnología electrónica moderna (incluidas la electrónica de potencia y la tecnología microelectrónica), teoría de control, tecnología de motores, mecánica de fluidos y otras disciplinas.
Sinceramente, no es fácil comprender algunos de sus conceptos. Por eso escribimos este artículo, con la esperanza de que les sea útil. La siguiente infografía les dará una idea rápida de cómo se relacionan algunos de sus conceptos más confusos. Si les resulta útil, disfrútenla y compártanla.
