Principio de los comandos*
Comandos de controladores de motores BLDC: principios y modos de conducción
Los controladores de motores aseguran la conducción precisa de los motores BLDC (Brushless DC) y PMSM (de imanes permanentes síncronos) convirtiendo la energía continua (DC) proveniente de una batería o una fuente de alimentación (a menudo de 24 a 51,2 V) en señales alternas (AC) sincronizadas con la posición del rotor.
La calidad de la conducción depende del modo de control utilizado, del tipo de retroalimentación de posición, y de los parámetros de regulación elegidos.
PWM – Modulación de ancho de pulsos
La PWM (Modulación de Ancho de Pulsos) es la base de todo control moderno.
Consiste en picar la tensión continua a una frecuencia alta (generalmente entre 10 y 20 kHz) para ajustar la tensión media aplicada a las fases del motor.
Al modular el ancho de los pulsos, se regula:
La tensión media → por lo tanto la velocidad del motor,
La corriente → por lo tanto el par entregado.
Este principio asegura un control eficiente al mismo tiempo que limita la corriente absorbida, lo que mejora el rendimiento y reduce el calentamiento.
Six-step / Trapezoidal: el control simple y robusto
El modo six-step (o trapezoidal) es la forma más común de control para motores BLDC simples.
El controlador alimenta sucesivamente las tres fases del motor según seis combinaciones distribuidas en una rotación completa del rotor.
Esta conmutación se realiza a partir de:
Sensores Hall, que detectan la posición del rotor,
O, en versión sin sensores, mediante la medición de la fuerza contraelectromotriz (back-EMF).
Ventajas:
Electrónica simple y económica,
Respuesta rápida, pocos cálculos necesarios,
Suficiente para aplicaciones a velocidad constante.
Límites:
Par ligeramente ondulado (vibraciones a bajas revoluciones),
Menos adecuado para velocidades muy bajas o aplicaciones de precisión.
FOC – Control Orientado al Campo (Control vectorial)
El FOC, o control vectorial, es el método más avanzado para controlar motores BLDC/PMSM.
Consiste en descomponer la corriente del motor en dos componentes:
Eje d: campo magnético del rotor,
Eje q: par motor.
El controlador gestiona por separado estas dos corrientes, lo que permite un par perfectamente regular y un mejor rendimiento, incluso a velocidad variable o con carga fluctuante.
Esta técnica requiere:
Un sensor de posición (Hall, codificador, resolver)
O una estimación sin sensores mediante cálculos en tiempo real.
Ventajas:
Par fluido y silencioso,
Excelente eficiencia energética,
Control preciso de la velocidad y del par.
Inconvenientes:
Cálculos más complejos,
Requiere un controlador más potente y una configuración cuidadosa.
Bucles de regulación: velocidad y par
Los controladores modernos integran varios bucles de regulación cerrados, generalmente de tipo PID (Proporcional – Integral – Derivativo):
Bucle de corriente (par): regula instantáneamente la fuerza producida por el motor.
Bucle de velocidad: mantiene la rotación deseada independientemente de la carga.
Bucle de posición (opcional): utilizado en sistemas robotizados o de automatización.
La configuración del controlador consiste en definir:
Las ganancias PID (reactividad y estabilidad),
Los límites de corriente, par o velocidad,
Las rampas de aceleración y frenado,
Y a veces los perfiles de movimiento (rampa S, frenado controlado, mantenimiento de posición).
En resumen
| Modo de control | Principio | Ventajas | Límites |
| PWM | Picado de la tensión DC | Simplicidad, rendimiento, limitación de corriente | Requiere una estrategia de conmutación |
| Six-step / Trapezoidal | Conmutación por sectores (6 pasos) | Económico, robusto | Par ondulado, ruido, precisión limitada |
| FOC (Control Orientado al Campo) | Control vectorial en ejes d–q | Par fluido, alto rendimiento, precisión | Complejidad, necesidad de sensor o cálculo sin sensores |
Conclusión
La elección del modo de control depende principalmente del nivel de rendimiento buscado:
Para aplicaciones simples o robustas → Six-step es suficiente.
Para un control fluido, preciso y eficiente energéticamente → FOC es necesario.
En todos los casos, un buen ajuste de los bucles de regulación y una configuración adecuada garantizan un funcionamiento estable, eficiente y duradero del motor.
*: La información técnica presentada en este artículo se proporciona a título indicativo. No reemplaza los manuales oficiales de los fabricantes. Antes de cualquier instalación, manipulación o uso, consulte la documentación del producto y respete las instrucciones de seguridad. El sitio Torque.works no se hace responsable de un uso inadecuado o de una interpretación incorrecta de la información proporcionada.