Cómo funciona un motor brushless
Los motores brushless son el estándar en los modelos RC. A diferencia de los motores con escobillas, no tienen colector mecánico. En su lugar, un controlador electrónico de velocidad (ESC) conmuta la corriente por los bobinados del estátor en la secuencia correcta, creando un campo magnético giratorio que impulsa un rotor con imanes permanentes.
La ausencia de escobillas significa menos fricción, mayor eficiencia (75% a 90%), mayor vida útil y menos ruido. Los motores brushless se presentan en dos variantes: inrunner (rotor interno) y outrunner (rotor externo). El outrunner es el tipo más común en los modelos voladores porque produce un par elevado a bajas revoluciones, lo que permite el accionamiento directo de la hélice sin reductora.
Qué significa el valor KV
El KV del motor es el número de revoluciones por minuto por voltio aplicado al motor sin carga. Por ejemplo, un motor de 1000 KV alimentado por una batería LiPo 3S (11,1 V nominales) alcanzará aproximadamente 11.100 RPM sin hélice.
Un KV más bajo significa una rotación más lenta pero mayor par. Estos motores son adecuados para hélices grandes y modelos de vuelo lento (entrenadores, planeadores, escala). Un KV más alto significa una rotación más rápida con menos par. Los motores de KV alto (por encima de 2000 KV) se usan con hélices pequeñas en modelos rápidos y drones de carreras.
Al elegir un motor, no te centres solo en el KV. El KV combinado con la tensión de alimentación y el diámetro de la hélice determina la velocidad de rotación, y esa velocidad debe situarse dentro del rango óptimo para la hélice elegida.
Tamaño del estátor y peso del modelo
El tamaño de un motor brushless se describe mediante las dimensiones del estátor en el formato XXYY, donde XX es el diámetro del estátor en milímetros e YY su altura. Por ejemplo, un motor 2212 tiene un estátor de 22 mm de diámetro y 12 mm de altura.
Un estátor más grande significa más cobre en los bobinados e imanes más potentes, lo que se traduce en más potencia y par, pero también en un motor más pesado. Correspondencia aproximada entre el tamaño del estátor y el peso del modelo:
- 18xx a 22xx: modelos de 200 g a 800 g (mini planeadores, pequeños entrenadores),
- 28xx a 32xx: modelos de 800 g a 2000 g (entrenadores de 1,2 a 1,6 m, deportivos),
- 35xx a 42xx: modelos de 2000 g a 5000 g (entrenadores de 1,8 m y mayores, acrobáticos),
- 50xx y superiores: modelos de más de 5 kg (gran escala, remolcadores de planeadores).
Selección de la hélice adecuada
Una hélice se describe con dos parámetros: diámetro y paso. Por ejemplo, una hélice 10x6 tiene 10 pulgadas de diámetro y 6 pulgadas de paso. El diámetro afecta sobre todo al empuje estático, mientras que el paso afecta a la velocidad de crucero.
Una hélice más grande (de mayor diámetro) requiere un motor de menor KV y genera más empuje a menos RPM. Es mejor para modelos de vuelo lento. Una hélice más pequeña con mucho paso es adecuada para modelos rápidos.
Todo fabricante de motores especifica un rango de hélices recomendado. Superar ese rango (una hélice demasiado grande) sobrecarga el motor, consume una corriente excesiva, provoca sobrecalentamiento y arriesga daños. Una hélice demasiado pequeña desaprovecha el potencial del motor y produce un empuje insuficiente.
Potencia y peso del modelo
Una regla práctica habitual para dimensionar la potencia es de 50 a 100 W por libra (0,45 kg) de peso al despegue. 50 W/lb bastan para un vuelo suave de entrenador. 75 W/lb dan un margen cómodo para el despegue desde el suelo y la subida constante. 100 W/lb y más permiten el vuelo acrobático y la subida vertical.
La potencia eléctrica del motor se calcula como el producto de la tensión y la corriente: P = U x I. Si el motor consume 25 A de una batería 3S (11,1 V), la potencia es de aproximadamente 277 W. Para un modelo de 1,5 kg (3,3 lb) eso da unos 84 W/lb, lo que es un buen montaje deportivo.
Elección del ESC, BEC y amperaje
El ESC (controlador electrónico de velocidad) convierte la corriente continua de la batería LiPo en corriente alterna trifásica para accionar el motor brushless. El parámetro más importante del ESC es la corriente continua máxima, que debe superar el pico de corriente del motor en al menos un 20%.
Muchos ESC incluyen un BEC integrado (Battery Eliminator Circuit) que reduce la tensión de la batería de propulsión (por ejemplo 11,1 V) a 5 V o 6 V para alimentar el receptor y los servos. Un BEC lineal es más sencillo pero disipa energía en forma de calor. Un BEC conmutado (UBEC, Universal BEC) es más eficiente y maneja mejor diferencias de tensión grandes (baterías 4S y superiores).
Al elegir un ESC, comprueba: la corriente continua máxima, el número de celdas LiPo admitido (por ejemplo de 2S a 4S), el tipo de BEC y su capacidad de corriente (cuántos servos puede alimentar), y si el ESC admite freno y programación del temporizado.
Errores habituales en el sistema de propulsión
- Hélice demasiado grande: el motor consume una corriente que supera el límite del ESC, el controlador se sobrecalienta y se apaga en vuelo. Comprueba siempre el consumo de corriente con un vatímetro antes del primer vuelo.
- ESC subdimensionado: un controlador con un límite de corriente demasiado bajo se cortará bajo carga. Aplica la regla del 20% de margen por encima del consumo máximo del motor.
- Ignorar la refrigeración: los motores brushless y los ESC necesitan flujo de aire. En modelos con fuselaje cerrado, prevé aberturas de ventilación.
- Tensión no adecuada: un motor ajustado a una batería 3S no sirve para 4S sin cambiar la hélice. Una tensión más alta aumenta las RPM y el consumo de corriente, lo que puede superar los límites tanto del motor como del ESC.
- No comprobar el sentido de giro: un motor brushless puede girar en cualquiera de los dos sentidos. Antes del primer vuelo, asegúrate de que la hélice genera empuje en el sentido correcto. Intercambiar dos cualesquiera de los tres cables del motor invierte el giro.