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En TT MOTOR, la serie TBC4370 representa una plataforma de motor CC sin escobillas de alta densidad de potencia, diseñada para aplicaciones que requieren par continuo, amplio rango de velocidad y larga vida útil. Con dos variantes de voltaje estándar (24 V y 48 V), este motor de 43 mm ofrece un par nominal de hasta 2000 g·cm y una potencia de salida superior a 90 W. Pero, ¿qué significan realmente estas cifras para su diseño?

1. Tensión nominal y bobinados: 24 V frente a 48 V

La hoja de datos muestra dos modelos: TBC4370‑2450 (24 V) y TBC4370‑4850 (48 V). La versión de mayor voltaje no es simplemente un reemplazo directo, sino que utiliza un número diferente de vueltas de bobinado para lograr velocidades similares sin carga (~5000 rpm). ¿Por qué ofrecer ambos?

La tensión de 24 V es habitual en la automoción, los controles industriales y los equipos móviles (por ejemplo, vehículos guiados automáticamente, actuadores eléctricos).

La tecnología de 48 V está ganando terreno en vehículos eléctricos ligeros, herramientas eléctricas y refrigeración de servidores: reduce la corriente para la misma potencia, minimiza las pérdidas I²R y permite un cableado más delgado.

La decisión de diseño de TT MOTOR: Ambas versiones mantienen unas dimensiones mecánicas prácticamente idénticas, por lo que se pueden cambiar los voltajes sin modificar las interfaces mecánicas; solo es necesario ajustar el controlador y el cableado.

2. Velocidad sin carga frente a velocidad nominal: comprensión de la caída

Del modelo de 24 V:

Velocidad sin carga ≈ 4950 rpm

Velocidad nominal (con par nominal) ≈ 4500 rpm

La caída de velocidad es de tan solo un 9 % desde vacío hasta carga nominal. Esto indica una relación velocidad-par estable, característica distintiva de un buen diseño de motor BLDC con baja resistencia interna. Una caída mayor sugeriría una alta resistencia de la armadura o un flujo magnético débil. Para aplicaciones como accionamientos de cintas transportadoras o sistemas de ventilación, esta estabilidad de velocidad se traduce en una velocidad constante incluso con fluctuaciones de carga.

3. Par motor y potencia nominales: donde se realiza el trabajo real.

El TBC4370‑2450 ofrece 2000 g·cm (≈0,196 Nm) a carga nominal.

Coincide exactamente con la potencia nominal de 92,3 W indicada en la hoja de datos. Este es el punto de funcionamiento continuo: el motor puede funcionar indefinidamente a este par sin exceder los límites térmicos, siempre que cuente con una disipación de calor adecuada.

¿Por qué importan los 2000 g·cm? Este par motor permite levantar un peso de 2 kg con una polea de 1 cm de radio o accionar el impulsor de una bomba que requiere una presión moderada. Es adecuado para bombas de infusión médica, pequeñas articulaciones de brazos robóticos o destornilladores eléctricos.

4. Consumo actual: Perspectivas de eficiencia

A carga nominal, el modelo de 24 V consume 6000 mA (6,0 A). Potencia eléctrica de entrada = 24 V × 6,0 A = 144 W. Potencia mecánica de salida = 92,3 W → eficiencia ≈ 64 %.

Para un motor sin escobillas de este tamaño (43 mm de diámetro, 70 mm de longitud), una eficiencia del 64 % a plena carga es razonable, especialmente si se incluyen las pérdidas del controlador. A cargas más bajas, la eficiencia suele superar el 75 %. La versión de 48 V, con un par de 2000 g·cm y una corriente de 2600 mA (48 V × 2,6 A = 124,8 W de entrada), alcanza una eficiencia del 74 %, superior debido a que predominan las menores pérdidas por efecto Joule. Por lo tanto, si su sistema admite 48 V, obtendrá un funcionamiento más frío y una mayor autonomía de la batería.

5. Par de arranque y corriente: ¿Qué sucede al arrancar?

El par de bloqueo (rotor bloqueado) para el modelo de 24 V es de 22 000 g·cm (≈2,16 Nm) y la corriente de bloqueo es de 80 A. Esto representa 11 veces el par nominal y más de 13 veces la corriente nominal.

Implicaciones de ingeniería:

El motor puede liberar cargas atascadas con una enorme fuerza momentánea.

El controlador debe tener una capacidad nominal de al menos 80 A de corriente máxima (aunque sea durante unos pocos milisegundos).

No lo haga funcionar en reposo durante más de un segundo; de lo contrario, los devanados se sobrecalentarán rápidamente.

Para aplicaciones como los frenos de estacionamiento eléctricos o los actuadores de válvulas que solo se detienen brevemente, este amplio margen de par es invaluable.

6. Construcción mecánica: lo que no se muestra en la hoja de datos.

Aunque no se detalla en este extracto, la serie TBC4370 generalmente incluye:

Sensores Hall para conmutación de seis pasos (o sin sensores opcional).

Rodamientos de bolas precargados para cargas radiales de hasta 80 N.

Protección IP40 (marco abierto), con opción de IP54 para entornos polvorientos.

Diseño de rotor de 4 polos: equilibrio entre baja vibración y alta densidad de par.

El peso indicado es de 520 g, lo cual es razonable para un motor BLDC de 43 × 70 mm, lo que indica una laminación de acero macizo y un relleno de cobre.