¿Por qué los motores BLDC son tan caros? [cerrado]

Mi pregunta general es por qué los motores de CC sin escobillas parecen ser mucho más caros que los motores de imanes permanentes con escobillas de tamaño similar, especialmente considerando que la construcción de estos últimos es más complicada.

En mi aplicación concreta, busco un motor de CC sin escobillas con una potencia nominal máxima de 10-15 W. Primero estaba buscando un alternador de esa gama, pero este tipo de producto prácticamente no existe, creo que porque un BLDC cumple bastante bien este papel. Usar un BLDC como generador es una idea muy atractiva: dado que no lo está conduciendo, no necesita preocuparse por los ESC, simplemente agrega un rectificador trifásico y listo (además, es mucho más fácil para detectar la velocidad de funcionamiento detectando los cruces por cero en una de las fases. Y algunos BLDC también tienen sensores Hall, lo que lo hace aún más fácil). Al comparar un BLDC en el corredor con un DC con escobillas de tamaño similar, esperaría que fueran prácticamente iguales en términos de construcción, y este último agrega las escobillas y el conmutador: usted Esperaría que fuera un poco más caro. Mi investigación indica que lo contrario es cierto: un BLDC decente se vende por más de $ 100 en la mayoría de las tiendas de electrónica de renombre (por ejemplo, Electrocraft en el Reino Unido), incluso en Alibaba cuestan más de $ 30 (el precio de descuento para 100 unidades), e incluso RC-craft las unidades optimizadas para onesies de eBay cuestan entre $15 y $20. Entonces definitivamente puedes comprar un motor cepillado japonés muy bien mecanizado (por ejemplo, Mitsumi) por unos pocos dólares.

¿Porqué es eso? ¿Los BLDC todavía se consideran una novedad y las economías de escala aún no se aplican a ellos? ¿O me estoy perdiendo algún detalle técnico?

Esta pregunta no encaja aquí. Es probable que estén involucrados muchos factores: economías de escala ya que comparativamente pocos productos los usan, quizás una mejor construcción y materiales más caros dado que tienden a ser productos de mayor valor que esperan un alto rendimiento (es más probable que sean rodamientos de bolas, material magnético más caro, etc.) , y también que sus números de precios para motores sin escobillas parecen inflados en comparación con lo que realmente está disponible.

Respuestas (5)

Los motores de CC sin escobillas suelen utilizar potentes imanes permanentes en el rotor. Esto hace algunas cosas buenas, como aliviar la necesidad de obtener energía eléctrica a través de la interfaz giratoria. También permite que los sensores de efecto Hall determinen la posición del rotor.

Sin embargo, estos potentes imanes permanentes actualmente requieren metales de tierras raras, como el neodimio. Ser raro pero en demanda los hace caros.

Entonces viene a la mente el seguimiento obvio, razón por la cual los fabricantes de BLDC no usan imanes normales (baratos), para llenar el nicho de "BLDC barato". Pero también entiendo cuál podría ser la respuesta a eso. ¡Gracias por la respuesta!
@anr: los imanes permanentes más baratos son menos fuertes y menos permanentes. Eso significa que el motor debe ser más grande y más pesado para el mismo par, lo que también aumenta el costo. Sin embargo, probablemente haya algunos BLDC que sean de menor costo y menor rendimiento al evitar materiales costosos en los imanes permanentes.

Depende de qué motores bldc estés hablando. Esos motores bldc que se usan en las computadoras son bastante económicos.

Los que se usan para drones son caros debido a su capacidad para manejar grandes corrientes y complejidad / numerosos devanados, pero lo más importante es la falta de economía de escala.

Sí, los motores bldc se han utilizado como motores de husillo en ventiladores de computadora y unidades de disquete desde la década de 1980, unidades de CDROM desde la década de 1990, y todavía lo son.

Mi empresa una vez tuvo un proyecto para cotizar un sistema de alto volumen basado en motores paso a paso o bldc. Entonces, en cantidades lo suficientemente altas, la única diferencia que queda es el codificador, que en algunos casos ni siquiera es necesario. Pero la mejor parte es que el rendimiento y el circuito cerrado en sí mismo a veces permiten incluso una reducción de costos en comparación con los motores paso a paso, ya que el motor puede seleccionarse con precisión para la aplicación, mientras que el motor paso a paso a menudo requiere amplios márgenes. En pocas palabras, desde la aparición de la electrónica moderna, los bldc no son más caros de conducir ni más caros por el mismo rendimiento.

Esto no responde a la pregunta que realmente se hizo, que era sobre los costos de los motores BDLC frente a los motores con escobillas , no sobre el costo de la electrónica o sobre los motores paso a paso. También tenga en cuenta que los motores paso a paso y BLDC son máquinas similares que se han optimizado en gran medida para propósitos muy distintos, pero aún tienen suficientes elementos en común como para que puedan ser costosos por las mismas razones: imanes, cojinetes, calidad general y pequeño volumen en comparación con los motores con escobillas.
@chrisstratton tienes razón en cada palabra. Si crees que esta respuesta es inútil, genial. Creo que es tan útil como cualquier otra respuesta. Como no puedes adivinarlo por ti mismo, la última frase no, que normalmente no se dice en voz alta, es "ve y vuelve a comprobar tus datos".

Sospecho que los motores de CC sin escobillas usan imanes de neodimio, mientras que los cepillados usan imanes menos costosos. También los motores con escobillas se fabrican en cantidades muy grandes para todo tipo de productos económicos. Aunque los motores Mitsumi son de buena calidad, los motores sin escobillas vendidos para cuadricópteros, etc. pueden ser de mejor calidad. También puede haber una competencia menos vigorosa en el mercado de consumo de motores sin escobillas.

Comparando un BLDC en el corredor con un DC con escobillas de tamaño similar, esperaría que fueran prácticamente iguales en términos de construcción, con este último agregando las escobillas y el conmutador; esperaría que fuera un poco más caro.

La construcción de un BLDC 'in-runner' es bastante diferente a la de un motor con escobillas convencional. En lugar de una armadura, tiene bobinas dispuestas alrededor del interior del estator. Debido al espacio restringido, los devanados en la mayoría de los corredores internos pequeños deben instalarse a mano. Este es un trabajo difícil y lento, lo que los hace más caros que los motores de escobillas bobinados a máquina.

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definitivamente puedes comprar un motor cepillado japonés muy bien mecanizado (por ejemplo, Mitsumi) por unos pocos dólares.

Bien maquinado quizás, pero no en la misma liga que un buen motor sin escobillas. Incluso los inrunners baratos de rc hobby tienen imanes de neodimio, rodamientos de bolas y cajas de aluminio mecanizadas cnc. La eficiencia máxima suele ser superior al 80 % (en comparación con el 60-65 % de los motores con escobillas pequeños), lo que se traduce en una menor pérdida y una potencia mucho mayor para el mismo tamaño. Y pueden girar hasta a 60 000 rpm, mientras que los motores con escobillas están limitados por el rebote de las escobillas y el desgaste excesivo a altas rpm.

La mayor ventaja de costo de un motor con escobillas es a menudo el controlador, que se puede hacer mucho más simple si no se requiere una operación bidireccional.

¿Podría un motor sin conmutador que utiliza escobillas y anillos deslizantes pero con conmutación electrónica ofrecer ventajas en relación con un motor de escobillas conmutadas, pero con un costo adicional menor que un BLDC? ¿Se podría evitar el costo de los imanes de tierras raras usando un electroimán en su lugar (algo así como un motor o alternador universal)?
Los cepillos con anillos deslizantes reducen el rendimiento y el desgaste. Necesita 3 anillos deslizantes para 3 fases, lo que aumenta el tamaño del motor. Y aún necesita un controlador 'sin escobillas', por lo que la ventaja de costos sería mínima. Los electroimanes se utilizan en motores sin escobillas muy grandes donde son más baratos que los imanes de tierras raras, pero hay una pérdida de rendimiento y ¡necesitan anillos colectores! Un motor BLDC puede usar imanes de ferrita baratos, rotor de metal prensado y bujes en lugar de cojinetes de bolas para mantener el costo bajo. Así es como se construyeron la mayoría de los motores de unidades de CDROM.
¿Qué tan fuertes son los rodamientos de bolas en los motores BLDC de hobby? ¿Podrían soportar 20 lb de fuerza radial?
La "resistencia" del rodamiento está determinada principalmente por el tamaño y el material de la bola. Un motor con un eje de mayor diámetro necesita cojinetes más grandes que deberían tener una mayor capacidad de carga. Los motores baratos de 'hobby' a menudo usan rodamientos baratos que no duran mucho cuando se someten a cargas elevadas. Por lo general, estos se pueden reemplazar con rodamientos de mejor calidad. 20 lb son ~ 9 kg o 89 N. El NMB DDRI-418ZZ (DI de 3,17 mm) es un ejemplo de rodamiento de buena calidad. Tiene una calificación estática de 97N.
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