El número de polos del motor es una especificación básica que indica el número de polos magnéticos que se forman en su interior, y es un parámetro que influye en las características de velocidad y par.A la hora de diseñar o adquirir micromotores, suelen surgir dudas sobre si elegir uno de 2 polos o de 4, y sobre cómo afecta el aumento del número de polos a sus características. El número de polos no es un valor que se decida de forma aislada, sino que es una especificación cuya solución óptima se determina buscando el equilibrio entre la velocidad de rotación, el par, el tamaño, el coste y los requisitos técnicos de cada aplicación.En este artículo, vamos a explicar paso a paso desde los conceptos básicos del número de polos de un motor hasta su relación con la velocidad de giro y los criterios de selección según el uso. Te ofrecemos una perspectiva que los ingenieros encargados del diseño y la adquisición pueden usar como guía para elegir el micromotor más adecuado para los equipos de su empresa.
| Supervisado por: Grupo de Ventas de Componentes Electrónicos de C.I. Takiron. Supervisamos este artículo basándonos en la avanzada tecnología y los conocimientos que hemos acumulado desde nuestra fundación en 1919 como empresa líder en el sector del procesamiento de plásticos.En nuestro departamento, analizamos constantemente las tendencias del mercado y las últimas tecnologías en materia de micromotores ultracompactos y de alta precisión, y nos centramos en ofrecer información de gran valor añadido a los diseñadores y desarrolladores. Como equipo de expertos que conoce a la perfección las características de los productos, te ayudamos a resolver tus retos y a innovar tecnológicamente a través de contenidos precisos y prácticos. |
El número de polos magnéticos del motor y las reglas básicas
El punto de partida para entender el rendimiento de un motor son las reglas básicas sobre el número de polos. Aunque el número de polos es una especificación común que se usa en todo tipo de motores, es un término que a menudo se confunde con el número de ranuras o el número de pares de polos.En este capítulo, vamos a explicar paso a paso qué significa el número de polos, por qué se expresa como un número par y en qué se diferencia de otros términos relacionados, para así sentar las bases que te ayudarán a entender las características de giro más adelante.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- El número de polos es el número total de polos magnéticos que hay dentro del motor
- Número de polos que siempre es un número par múltiplo de 2
- La diferencia entre el número de polos, el número de ranuras y el número de pares de polos
Aunque el número de polos es un concepto básico del catálogo, si profundizas en las diferencias con otros términos relacionados, lo entenderás mejor. Empezaremos por ver a qué se refiere exactamente el número de polos.
El número de polos es el número total de polos magnéticos que hay dentro del motor
El número de polos se refiere al número total de polos magnéticos que se forman en el interior del motor. Los polos magnéticos son los polos N y S que forman el bobinado y el campo de excitación, y el número de polos es la suma de ambos.El número de polos es una especificación común que se usa tanto en motores de corriente continua como en los de corriente alterna, y es un indicador básico para entender la estructura del motor. En los catálogos y las fichas técnicas suele indicarse como «2 polos» o «4 polos», y es información previa necesaria para interpretar las características de velocidad y par.Por ejemplo, en el diseño de equipos que requieren un funcionamiento preciso, como endoscopios o los sistemas de accionamiento de lentes de cámaras, suele ser habitual comprobar el número de polos del motor que se va a utilizar en una fase inicial. Aunque el número de polos en sí mismo no es un valor que indique directamente el rendimiento, sí que sirve de punto de partida para entender las características de rotación y vibración.A la hora de elegir un micromotor, si entiendes bien qué significa el número de polos, te resultará más fácil comparar las diferencias entre los distintos tipos.
Número de polos que siempre es un número par y múltiplo de 2
El motivo por el que el número de polos siempre es múltiplo de 2 tiene que ver con las propiedades estructurales de los imanes. Los polos N y S no existen por separado, sino que siempre forman un par. El número de polos, que es la suma de ambos, tiene un mínimo de 2 y, a partir de ahí, va aumentando en números pares: 4, 6, 8…La regla básica es que, si hay un par de polos N y S, se cuentan como 2 polos, y si hay dos pares, como 4 polos.
Según el uso y los objetivos de diseño, se fabrican distintos modelos, desde motores de dos polos hasta motores multipolares con muchos polos.
En los motores sin escobillas, se suelen utilizar configuraciones como 2 polos y 3 ranuras, 4 polos y 6 ranuras o 6 polos y 9 ranuras.Además, hay configuraciones que no siguen la proporción 2:3, como los de 16 polos y 12 ranuras, los de 8 polos y 9 ranuras o los de 10 polos y 12 ranuras, lo que da lugar a una gran variedad de configuraciones. Si tienes clara la regla básica de que el número de polos se indica como un número par, reducirás el riesgo de interpretar mal los valores técnicos del catálogo.
La diferencia entre el número de polos, el número de ranuras y el número de pares de polos
Hay dos términos que a menudo se confunden con el número de polos: el número de ranuras y el número de pares de polos. Los tres son valores relacionados con la estructura del motor, pero se refieren a cosas diferentes. Las principales diferencias son las siguientes:
| Término | Objeto al que se refiere |
| Número de polos | El número de polos magnéticos (polos N y polos S) que hay dentro del motor |
| Número de ranuras | El número de espacios donde se colocan las bobinas en el lado del estator |
| Logaritmo polar | El valor que se obtiene al contar los polos N y S como un par (la mitad del número de polos) |
El número de polos se refiere al número de polos magnéticos, mientras que el número de ranuras se refiere al número de espacios donde se colocan las bobinas; es decir, se cuentan cosas diferentes. El número de pares de polos es el resultado de dividir el número de polos entre 2; así, un motor de 4 polos tendría un número de pares de polos igual a 2. A la hora de interpretar la ficha técnica, si distingues bien estos tres términos, evitarás confusiones con las especificaciones.
Relación entre el número de polos y las revoluciones del motor | Fórmulas y características
El efecto que tiene el número de polos en la velocidad de giro varía según el tipo de motor. Mientras que en los motores síncronos la velocidad se determina mediante una fórmula, en los motores de corriente continua hay otros factores que influyen en ella.En este capítulo, vamos a explicar paso a paso el enfoque de los cálculos para determinar la velocidad de los motores síncronos, el mecanismo de control de velocidad de los motores de corriente continua y las características de rotación de los motores de corriente continua sin escobillas, para dejar claras las diferencias entre cada tipo.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Fórmulas para calcular el número de polos y las revoluciones por minuto
- La velocidad de giro de un motor de corriente continua depende de la tensión aplicada
- Número de polos y características de rotación de los motores de corriente continua sin escobillas
Aunque el «número de polos» sea el mismo, la relación con el número de revoluciones cambia según el tipo de motor. Empezaremos por los motores síncronos, en los que el número de revoluciones viene determinado por una fórmula.
Fórmulas para calcular el número de polos y la velocidad de rotación
La fórmula para calcular el número de polos y las revoluciones es la fórmula básica para hallar la velocidad de rotación de un motor síncrono. La velocidad síncrona se expresa mediante la fórmula Ns = 120 × f / P (Ns: velocidad síncrona en r/min; f: frecuencia de la red eléctrica en Hz; P: número de polos).La velocidad de giro es proporcional a la frecuencia de la red eléctrica e inversamente proporcional al número de polos.Si lo vemos con cifras concretas, un motor de 4 polos gira a 1500 r/min con una frecuencia de red de 50 Hz y a 1800 r/min con 60 Hz. Cuanto más aumenta el número de polos, más baja es la velocidad de rotación síncrona; así, con la misma frecuencia, un motor de 8 polos gira a la mitad de revoluciones que uno de 4 polos.Esta fórmula es la básica que se usa ampliamente en los motores síncronos de CA y sirve de referencia para calcular la velocidad de rotación a partir del número de polos. A la hora de analizar micromotores, cuando se trata de motores síncronos, resulta útil este método para calcular la velocidad de rotación a partir del número de polos y la frecuencia.
La velocidad de giro de un motor de corriente continua depende de la tensión aplicada
La velocidad de rotación de un motor de corriente continua no viene determinada por el número de polos, sino por el equilibrio entre la tensión aplicada y la carga. Los motores de corriente continua con escobillas tienen la característica de que, al aumentar la tensión, también aumenta la velocidad de rotación, por lo que el número de polos en sí mismo no es un factor que determine directamente la velocidad.En la control de velocidad real, se usa mucho la PWM (modulación por ancho de pulso). La PWM es un método de control que varía el ancho de pulso para ajustar la tensión media que se aplica al motor. Si el ancho de pulso es del 50 %, es decir, si la proporción entre el tiempo de encendido y el de apagado es la misma, la velocidad de rotación se reduce aproximadamente a la mitad.Ajustando la relación de ciclo con precisión, puedes controlar la velocidad de forma suave. A diferencia de las fórmulas de cálculo de los motores síncronos, en los motores de corriente continua destaca que el control de la tensión es lo que determina la velocidad. En los motores de corriente continua, muy utilizados en el campo de los micromotores, si entiendes bien el número de polos y el funcionamiento del control de tensión, te resultará más fácil planificar el diseño de la velocidad.
Número de polos y características de rotación de los motores de corriente continua sin escobillas
En los motores de corriente continua sin escobillas, la combinación del número de polos del rotor y el número de ranuras del estator determina las características de giro. Algunas configuraciones típicas son: 2 polos y 3 ranuras, 4 polos y 6 ranuras, o 16 polos y 12 ranuras.Cuanto mayor sea el número de polos y de ranuras, mayor será el par que se obtiene y, por lo general, menor será la fluctuación del par (ripple). El ripple del par se refiere a las variaciones del par durante el giro; cuanto menor sea su valor, más suave será el giro. A continuación te resumo las diferencias en las características según las distintas combinaciones.
| Tendencias en la configuración | Influencia en las características de rotación |
| Pocos polos y ranuras | Estructura sencilla, con una fluctuación de par bastante elevada |
| Gran número de polos y ranuras | Par elevado y fluctuaciones de par reducidas |
A la hora de elegir un motor de CC sin escobillas, no basta con fijarse solo en el número de polos, sino que hay que tener en cuenta las características de rotación en función de la combinación con el número de ranuras. En los equipos que requieren un funcionamiento preciso, las diferencias en esta combinación se reflejan en el rendimiento del producto.
Cómo elegir el número de polos del motor según el uso
El número óptimo de polos no se determina solo con un valor. Se establece tras tener en cuenta varios requisitos, como las revoluciones, el par, el tamaño y el coste. En este capítulo, vamos a explicar paso a paso cómo elegir el número de polos según el uso, los puntos que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionarlos y cómo elegir un micromotor que se adapte a cada aplicación. Este contenido resume los aspectos que te ayudarán a tomar decisiones en las primeras fases del diseño.
Lo que vamos a explicar en esta sección
- Cómo elegir el número de polos según el uso
- Aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el número de polos
- Selección de un micromotor con el número de polos adecuado para cada aplicación
Es más fácil hacerse una idea de la elección del número de polos si partimos de la aplicación. Empezaremos por ver cómo se eligen en función de su uso.
Utiliza el número de polos adecuado según el uso
El punto de partida para la selección es tener en cuenta el número de polos según la aplicación. Para aplicaciones que requieren alta velocidad, se suelen elegir motores con pocos polos, mientras que para aquellas que exigen un par elevado o un control preciso, se suelen elegir motores con muchos polos.En el caso de los micromotores, el tipo y la configuración del número de polos varían en función de la velocidad de rotación y las condiciones de carga requeridas. Lo habitual es determinar primero el tipo de motor según la aplicación y, a continuación, comparar las prestaciones de cada uno para tomar la decisión final.Los motores sin escobillas cuentan con una gran variedad de modelos y se caracterizan por poder seleccionarse con gran precisión según la aplicación. Una vez que tengas clara la aplicación, reducir las opciones en cuanto al número de polos y el tipo de motor es el atajo más directo para encontrar el motor que se ajuste a tus especificaciones. Si organizas las condiciones de uso en la fase de diseño, te resultará más fácil realizar las comparaciones posteriores.
Aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el número de polos
Lo que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el número de polos es organizar varios requisitos partiendo de la velocidad de giro. Primero hay que confirmar la velocidad de giro necesaria y, a partir de ahí, seguir analizando aspectos como el par, el tamaño, el coste y la capacidad de control. Los puntos principales que hay que comprobar son los siguientes:
| Tema | Puntos a tener en cuenta |
| Régimen | ¿Cubre el rango de velocidades que requiere su uso? |
| Par | ¿Se puede garantizar la potencia necesaria para accionar la carga? |
| Tamaño | ¿Cabe en el espacio destinado al equipo? |
| Coste | Equilibrio entre el precio unitario y el rendimiento en la producción en serie |
| Controlabilidad | ¿Es una configuración que permite controlar con la precisión que buscas? |
La combinación del número de polos y el número de ranuras también influye en la fluctuación del par y en la eficiencia.Si dejas claras las especificaciones objetivo en las primeras fases del diseño antes de empezar a estudiar las opciones, podrás elegir sin tener que dar tantos pasos atrás. Aunque aumentar el número de polos ofrece ventajas en cuanto al par y a la reducción de la fluctuación, también surgen retos relacionados con la complejidad del control y los costes. Lo más práctico es ir reduciendo el número de polos que cumplen con las especificaciones requeridas, buscando el equilibrio entre los distintos requisitos.
Selección de un micromotor con el número de polos adecuado para cada aplicación
A la hora de elegir un micromotor con el número de polos adecuado para cada aplicación, los retos técnicos de cada dispositivo son el factor clave. Las características necesarias varían mucho según el uso: por ejemplo, en dispositivos médicos u ópticos, donde se busca reducir el efecto de «cogging» y las microvibraciones, o en dispositivos de seguridad, que requieren un funcionamiento prolongado a baja tensión.La reducción del efecto de dentado y de las fluctuaciones de par es uno de los aspectos que hay que tener en cuenta al diseñar motores para equipos de precisión. Como las características que se buscan varían según la aplicación, es importante elegir el número de polos teniendo en cuenta las condiciones específicas de cada caso.
C.I. Takiron cuenta con una gama de motores sin núcleo, motores sin escobillas y motores con reductor, y también ofrece soluciones personalizadas según el uso y los requisitos técnicos. Si tienes dudas a la hora de elegir el número de polos o de seleccionar el motor más adecuado para tu aplicación, echa un vistazo a la información técnica de nuestra página web y no dudes en ponerte en contacto con nosotros a través del formulario de consulta.
Resumen
El número de polos de un motor es una especificación básica que indica el número total de polos magnéticos (N y S) que hay en su interior, y se expresa como un número par, con un mínimo de 2. El significado del número de polos varía según el tipo de motor: en los motores síncronos determina la velocidad de giro, mientras que en los motores de corriente continua (CC) y en los motores de corriente continua sin escobillas influye en el par y en las características de vibración.A la hora de elegir un micromotor, lo más práctico es tener en cuenta varios requisitos, como la velocidad de giro, el par, el tamaño y el coste, y ir descartando opciones hasta dar con el número de polos y el tipo más adecuados en función del uso que le vayas a dar. Si tienes claros los conceptos básicos sobre el número de polos, te resultará más fácil interpretar las fichas técnicas y comparar los distintos tipos.
Información sobre productos y consultas
Puedes consultar más detalles sobre los micromotores de C.I. Takiron en la siguiente página web.
- Página web del producto: https://cik-ele.com/
- Motores sin núcleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motores sin escobillas: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motorreductor: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Codificador: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Si tienes alguna duda a la hora de elegir un motor pequeño para el desarrollo de tus productos, no dudes en ponerte en contacto con nosotros a través del formulario de consulta. Nuestro equipo técnico analizará el uso y los requisitos que necesitas y te propondrá la solución más adecuada.
- Consultas: https://cik-ele.com/contact/
