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the motor and motor control markets are throwing in a number of areas, particularly medical and robotic applications. Além disso, há uma rica demanda por pequenos, eficientes, de alto e baixo torque, e motores de alta e baixa potência no setor automotivo.estas aplicações podem escolher entre motores de corrente contínua, motores de corrente contínua sem escovas (BLDC) ou uma combinação de ambos. A maioria dos motores operam de acordo com a lei de indução de Faraday (veja aqui)., Ainda assim, existem diferenças fundamentais entre estes motores e nas oportunidades de emprego que os aguardam.
br > Brush DC Motors
Around since the late 1800, dc brush motors are one of the simplest types of motors. Sem a alimentação de corrente contínua ou bateria necessária para o funcionamento, um motor de corrente contínua típico de escova consiste de uma armadura (também conhecido como rotor), um comutador, Escovas, um eixo e um íman de campo (Fig. 1) (see “Brushed DC Motor Fundamentals”).
1., Simple in construction, a general-purpose dc brush motor includes an armature or rotor, a commutator, brushes, an axle, and a field magnet. Naturalmente, uma bateria ou fonte de alimentação é necessária.As propriedades do motor são determinadas pelo material de que é feito, pelo número de bobinas enroladas à volta, e pela densidade das bobinas. A armatura ou rotor é um eletroíman, e o íman de campo é um íman permanente. O comutador é um dispositivo de Anel dividido em torno do axel que fisicamente contacta as escovas, que estão ligadas a pólos opostos da fonte de energia (Fig. 2).,
2. Um anel dividido em torno do eixo, o comutador faz contato físico com as escovas, que se conectam a polos opostos de uma fonte de energia para fornecer cargas positivas e negativas para o comutador.
As escovas carregam o comutador inversamente em polaridade para o íman permanente, fazendo com que a armatura rode. A direção da rotação, no sentido horário e / ou no sentido anti-horário, pode ser revertida facilmente invertendo a polaridade das escovas, ou seja, invertendo os cabos na bateria.,
Motores de corrente contínua sem escovas
em termos de diferenças, o nome é um dado morto. Os motores BLDC não têm pincéis. Mas suas diferenças de design são um pouco mais sofisticadas (veja “Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals”). Um motor BLDC monta seus ímãs permanentes, geralmente quatro ou mais, em torno do perímetro do rotor em um padrão cruzado (Fig. 3).
3. Visto do topo, este motor de dc (BLDC) sem escovas emprega quatro ímãs permanentes montados no topo de seu rotor, eliminando a necessidade de conexões, um comutador e escovas.,
eficiência é um recurso de venda primária para motores BLDC. Porque o rotor é o único portador dos ímãs, não requer nenhum poder, isto é, nenhuma conexão, nenhum comutador, e nenhuma escova. No lugar destes, o motor emprega circuitos de controle. Para detectar onde o rotor está em certos momentos, os motores BLDC empregam, juntamente com controladores, codificadores rotativos ou um sensor Hall (veja “Controle motor de corrente contínua sem escovas facilitado”).os motores BLDC são motores síncronos, o que significa que seus rotores e estatores rodam na mesma frequência., Eles vêm em Configurações monofásicas, duais e trifásicas (ver “Brushless DC (BLDC) Motor” ).quando se trata de uma gama vagamente definida de aplicações básicas, pode-se usar uma escova ou motor sem escovas. E como qualquer tecnologia comparável e concorrente, os motores brush e brushless têm seus prós e contras.
no lado pro, os motores de pincel são geralmente baratos e confiáveis. Eles também oferecem simples controle de dois fios e requerem um controle bastante simples ou nenhum controle em todos os projetos de velocidade fixa., Se as escovas são substituíveis, estes motores também se gabam de uma vida operacional um pouco prolongada. E como eles precisam de poucos componentes externos ou nenhum componente externo em tudo, os motores de escova tendem a lidar com ambientes ásperos de forma confiável.
para o lado negativo, os motores de escova requerem manutenção periódica, pois as escovas devem ser limpas e substituídas para operação contínua, excluindo-as para projetos médicos críticos. Além disso, se for necessário um binário elevado, os motores de pincel caem um pouco plano. À medida que a velocidade aumenta, o atrito do pincel aumenta e o binário viável diminui.,
no entanto, torque pode não ser um problema em algumas aplicações e poderia realmente ser desejável. Por exemplo, escovas de dentes elétricas requerem velocidades mais altas com torque decrescente, o que é bom para a escova e seus dentes e gengivas.
outras desvantagens dos motores de corrente contínua do pincel incluem dissipação de calor inadequada causada pelas limitações do rotor, inércia de alto rotor, gama de baixa velocidade devido às limitações impostas pelas escovas, e interferência eletromagnética (EMI) gerada pela formação de arco.
ou não escovar
os motores BLDC têm uma série de vantagens sobre seus irmãos brush., Para começar, eles são mais precisos em aplicações de posicionamento, confiando em sensores de posição de Efeito Hall para comutação. Eles também exigem menos e às vezes Nenhuma manutenção devido à falta de pincéis.
eles batem os motores de escova no comércio de velocidade/binário com a sua capacidade de manter ou aumentar o binário em várias velocidades. O importante é que não há perda de energia nas escovas, tornando os componentes significativamente mais eficientes. Outros prós BLDC incluem alta potência de saída, tamanho pequeno, melhor dissipação de calor, maiores faixas de velocidade, e operação de baixo ruído (mecânico e elétrico).,mas nada é perfeito. Os motores BLDC têm um custo mais elevado de construção. Eles também exigem estratégias de controle que podem ser complexas e caras. E, eles exigem um controlador que pode custar quase tanto quanto se não mais do que o motor BLDC que governa.
A Escolha está em nossos aplicativos
As linhas de fundo para fazer uma escolha entre os componentes de qualquer tipo são o tipo de aplicação e o corte de custos para o produto final. Por exemplo, um robô de brinquedo visando o mercado de seis a oito anos de idade pode exigir quatro a nove motores., Todos podem ser componentes de corrente contínua sem escovas ou uma mistura de ambos.se este robô apenas executa movimentos básicos ou faz parte de um kit introdutório, Não há necessidade de usar BLDCs de longa vida que custam mais do que as contrapartidas escovadas. O brinquedo ou kit provavelmente vai acabar no caixote de reciclagem bem antes dos motores de escova ter queimado.as aplicações típicas de motores de corrente contínua escovados incluem brinquedos motorizados, Aparelhos e periféricos para computadores. Os fabricantes de automóveis recrutam-nos para janelas de energia, assentos e outros projetos na cabine por causa de seu baixo custo e design simples.,
os motores BLDC são mais versáteis, principalmente por causa de seu conhecimento nos departamentos de velocidade e torque. Eles também vêm em pacotes compactos, tornando-os viáveis para uma variedade de projetos compactos. Aplicações típicas incluem discos rígidos de computador, Leitores de mídia de base mecânica, ventiladores de refrigeração de componentes eletrônicos, ferramentas elétricas sem fios, HVAC e refrigeração, sistemas industriais e de fabricação, e gira-discos diretos.a indústria automotiva também coloca motores BLDC de maior potência para trabalhar em veículos elétricos e híbridos., Estes motores são essencialmente motores de corrente alternada com rotores magnéticos permanentes. Outras utilizações únicas incluem bicicletas elétricas onde os motores se encaixam nas rodas ou tampas, posicionamento e acionamento industrial, robôs de montagem e atuadores lineares para controle de válvulas.
