¿Qué es un controlador de motor BLDC y cómo funciona?

Introducción: Por qué el controlador es el “cerebro” de todo accionamiento eléctrico

En el corazón de todo vehículo eléctrico de dos ruedas no sólo se encuentra el motor, sino el controlador - la unidad inteligente que determina la eficacia, suavidad y seguridad de funcionamiento del motor. En el caso de Motores BLDC (corriente continua sin escobillas), El controlador desempeña un papel aún más importante porque, a diferencia de los motores con escobillas, los motores BLDC no tienen conmutadores mecánicos.

En su lugar, el controlador conmuta electrónicamente los bobinados del motor en el momento adecuado, transformando la energía de la batería de CC en un movimiento de rotación preciso. Ya sea para una bicicleta eléctrica, un scooter o una motocicleta, elegir el controlador adecuado puede marcar la diferencia entre una aceleración suave y un rendimiento brusco o ineficiente.

La gama de Controladores FOC de onda senoidal, Controladores de onda cuadrada de modo dual, y Kits de visualización integrados están diseñados para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones, combinando una salida de potencia robusta con algoritmos de control inteligentes.

Conceptos básicos de un controlador de motor BLDC

A Controlador de motor de CC sin escobillas regula el flujo de energía de la batería al motor. Ajusta tensión, actual, y cronometraje en función de la posición del rotor para generar una rotación suave y el par deseado.

En términos sencillos, realiza tres tareas clave:

1. Control de conmutación - Conmuta electrónicamente la corriente entre las fases del motor para producir una rotación continua.
2. Regulación de velocidad y par - Controla la velocidad y la fuerza de giro del motor variando la corriente y la tensión.
3. Protección y comunicación - Protege contra la sobrecorriente, el sobrecalentamiento o la baja tensión, al tiempo que intercambia datos con la pantalla o la unidad de control del vehículo.

Sin el controlador, un motor BLDC no puede funcionar correctamente porque necesita estas señales eléctricas sincronizadas con precisión para seguir girando.

Componentes básicos de un controlador BLDC

Un controlador BLDC JRAHK típico incluye:

• Etapa de potencia MOSFET: Los principales elementos de conmutación de corriente. Por ejemplo, nuestro De 9 a 24 tubos utilizan varios MOSFET en paralelo para manejar diferentes niveles de corriente (desde 18 A hasta 80 A).
• Microcontrolador (MCU): El cerebro lógico que gestiona las secuencias de conmutación, lee las entradas de los sensores y aplica algoritmos de control como el FOC (control orientado al campo).
• Controladores IC: Amplifican las señales de la MCU para accionar los MOSFET con precisión.
• Sensores de corriente y tensión: Para que la retroalimentación en bucle cerrado mantenga la estabilidad y proteja el sistema.
• Interfaz de comunicación: Muchos de nuestros kits admiten UART que facilita el intercambio de datos con pantallas externas.
• Circuitos de protección: Contra sobretensiones, inversión de polaridad o cortocircuitos.

Tipos de control: Onda cuadrada vs. Onda sinusoidal vs. FOC

Los distintos métodos de control ofrecen diferentes experiencias de conducción. JRAHK ofrece ambos onda cuadrada y onda senoidal FOC opciones para adaptarse a las distintas necesidades de los usuarios.

1 Control de onda cuadrada

• Genera una forma de onda de corriente trapezoidal.
• Más fácil y barato de aplicar.
• Ofrece un par fuerte pero mayor ruido y menos suavidad.
• Ideal para scooters básicos o bicicletas eléctricas de iniciación.

Ejemplo: Kits de controlador de onda cuadrada JRAHK (modelos de 6-15 tubos, 250 W-2000 W).

Estas unidades proporcionan una alimentación fiable para sistemas de bicicletas eléctricas de tamaño pequeño a mediano, con interfaz UART e integración opcional de pantalla.

2 Control de onda senoidal

• Produce una forma de onda de corriente sinusoidal que coincide con el ángulo de rotación del motor.
• Funcionamiento más suave y silencioso con mayor eficiencia.
• Reduce las vibraciones y el desgaste mecánico.

Ejemplo: Kits de controladores BLDC sinusoidales (9 tubos, 15 tubos, 400 W-2000 W),

diseñado para motoristas que exigen un rendimiento refinado y un ruido mínimo.

3 Control orientado al terreno (COT)

• El algoritmo más avanzado utilizado en sistemas de alto rendimiento.
• Transforma las corrientes de fase del motor en un marco de referencia giratorio (eje d-q) y controla el par y el flujo de forma independiente.
• Esto permite una salida de par precisa, una mayor eficiencia energética y un rendimiento óptimo en todas las condiciones de carga.

Ejemplo: Controladores FOC sinusoidales de tres modos Gold Series de JRAHK (modelos de 6 a 24 tubos, hasta 5000 W).

Estos controladores integran accionamiento de onda senoidal, algoritmo FOC y funcionamiento en modo dual, lo que permite un uso flexible tanto con motores con sensor Hall como sin sensor.

Sensor Hall vs. Control sin sensor

Un controlador BLDC determina la posición del rotor para programar correctamente la conmutación. Esto puede hacerse de dos maneras:

• Con sensores Hall: El motor proporciona señales de posición a través de sensores integrados en su interior. El controlador las lee para sincronizar la conmutación.
  • Ventajas: Arranque suave, mejor control a baja velocidad.
  • Desventajas: Coste ligeramente superior y más cableado.
• Sin sensores (Detección de FEM trasera): El controlador estima la posición del rotor a partir de la realimentación de tensión generada por el propio motor.
  • Ventajas: Cableado más sencillo, más fiable en entornos difíciles.
  • Desventajas: Ligero retraso en el arranque y menos preciso a muy baja velocidad.

La mayoría de los controladores JRAHK admiten modo dual detecta automáticamente si hay un sensor Hall conectado, lo que garantiza la compatibilidad con una amplia gama de motores.

Especificaciones del controlador

Al elegir un controlador, verás parámetros como Tensión, Actual, Potencia, y Recuento de tubos MOS. Esto es lo que quieren decir:

Por ejemplo:

• A Controlador de 6 tubos de 36 V (18 A, 250-400 W) se adapta a una bicicleta eléctrica estándar.
• A Controlador de 15 tubos de 60 V (40 A, 2000 W) se adapta a los scooters de carga pesada o de reparto.
• A Controlador de 24 tubos de 84 V (hasta 5000 W) es ideal para motocicletas de alto rendimiento.

Serie Gold de tres modos: Flexibilidad inteligente en un solo controlador

JRAHK's Controladores FOC sinusoidales de tres modos Gold Series representan un diseño de nueva generación para accionamientos eléctricos de alta eficiencia.

Cada modelo combina tres modos de funcionamiento en una sola carcasa:

1. Modo FOC de onda senoidal: Funcionamiento suave, eficiente y silencioso.
2. Modo de onda cuadrada: Sencillo y potente para arranques de gran par.
3. Modo autoaprendizaje: Ajusta automáticamente los parámetros para adaptarse a las distintas características del motor.

Con modelos que van desde 6 tubos (250 W) a 24 tubos (5000 W), y tensiones de hasta 84 V, Esta serie ofrece una solución escalable para todo tipo de vehículos, desde bicicletas compactas hasta motocicletas eléctricas.

Sus carcasas de aluminio anodizado en oro son a la vez ligero y resistente al calor, garantizando un funcionamiento estable en condiciones de alta carga continua.

Controladores de onda cuadrada azul de modo dual: Duraderos y adaptables

Para los clientes que buscan un equilibrio entre sencillez y potencia, la gama JRAHK Serie de ondas cuadradas azules de modo dual ofrece un rendimiento fiable con compatibilidad con doble mando.

Admiten motores BLDC con y sin sensor, con intensidades de hasta 60 A y potencias de hasta 5000 W.

La variante de 24 tubos, por ejemplo, proporciona un accionamiento de alta corriente para scooters y motocicletas más grandes, manteniendo una fuerte aceleración y salida de par sin dejar de ser rentable.

Kits de controlador con pantallas integradas

JRAHK también proporciona kits controlador + pantalla, simplificando la instalación y la puesta a punto.

• Kit controlador de onda cuadrada: 6-15 Versiones de tubo, comunicación UART.
• Kit controlador de onda senoidal: Versiones de 9 y 15 tubos para un mayor refinamiento.

Las pantallas incluidas proporcionan datos en tiempo real como la velocidad, el nivel de batería, el modo de asistencia y los códigos de avería, esenciales para un diagnóstico preciso y una mejor experiencia de conducción.

Estos kits son ideales para proyectos de OEM o actualizaciones de posventa, donde la instalación plug-and-play es clave.

Funciones de protección y seguridad

Los controladores BLDC modernos integran múltiples capas de seguridad para garantizar un funcionamiento fiable:

• Protección contra sobretensión y subtensión
• Limitación de sobreintensidad y protección contra cortocircuitos
• Control del exceso de temperatura
• Detección de pérdida de fase
• Protección contra polaridad inversa

Estas características protegen tanto el controlador como el motor, prolongando la vida útil del sistema y evitando costosos daños.

Aplicaciones típicas

Los controladores BLDC se utilizan ampliamente en:

• E-Bikes y bicicletas de carga - Control suave y eficiente del motor para desplazamientos y logística.
• Scooters y motocicletas eléctricas - Aceleración de alto par y frenado regenerativo.
• Equipamiento industrial - Sistemas transportadores, AGV, brazos robóticos.
• Flotas de movilidad compartida - Unidades de control fiables y duraderas con conectividad inteligente.

Los controladores JRAHK están diseñados específicamente para movilidad personal, transporte compartido, y accionamiento industrial aplicaciones, garantizando durabilidad y precisión en todas las condiciones de funcionamiento.

Resumen: ¿Por qué elegir los controladores BLDC de JRAHK?

Tanto si necesita un controlador compacto para una bicicleta eléctrica urbana como un sistema robusto para una motocicleta eléctrica pesada, JRAHK ofrece una solución completa que equilibra rendimiento, fiabilidad y rentabilidad.

Conclusion

A Controlador del motor BLDC es mucho más que un simple convertidor de potencia: es el vínculo inteligente que conecta la batería, el motor y la experiencia de conducción.

Gracias a décadas de I+D y fabricación de precisión, JRAHK ofrece controladores de alta calidad que permiten un funcionamiento estable, eficiente e inteligente de los motores en una amplia gama de aplicaciones.

Desde la suavidad de las ondas senoidales hasta la aceleración de las ondas cuadradas de alto par, desde las bicicletas eléctricas urbanas de 36 V hasta las motocicletas de alto rendimiento de 84 V, la gama de controladores BLDC de JRAHK está diseñada para hacer avanzar el mundo con potencia y control.