7 Insights Principais sobre Controladores de Motor DC

O que é um Controlador de Motor DC?

Um Controlador de Motor DC (Corrente Contínua) é um tipo particular de dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia mecânica. Motores DC recebem energia elétrica utilizando corrente contínua e então convertem este tipo de energia em rotação automática.

Motores DC estão quase em todo lugar. Eles usam o campo magnético gerado pela corrente gerada. Estas são as correntes que impulsionam o rotor fixado no eixo de saída. A velocidade e o torque de saída dependem tanto do design do motor quanto da entrada elétrica.

Como Funciona um Controlador de Motor DC?

Motores DC variam em potência e tamanho. Você pode encontrar mecanismos significativos usados para puxar guinchos e elevadores, alimentar veículos, até pequenos encontrados em brinquedos. Mas novamente, como funciona um motor DC? Motores DC consistem em duas partes essenciais: um induzido e um estator. O estator é a parte permanente do motor, e o induzido é a parte rotativa.

Um motor DC usa conjuntos estacionários de ímãs encontrados no estator além de uma bobina de fio. O loop de fio tem uma corrente que passa através dele gerando um campo eletromagnético alinhado. Uma ou mais bobinas de fio isolado são enroladas ao redor do núcleo do motor para fins de concentrar o campo magnético.

As bobinas de fio isolado são conectadas a um interruptor elétrico rotativo (comutador), que aplica uma corrente elétrica às bobinas. O interruptor elétrico rotativo permite que cada bobina do induzido seja energizada, criando assim torque ou uma força rotativa constante.

Ao ligar e desligar as bobinas em sequência, há a criação de um campo magnético que interage com diferentes áreas dos ímãs estacionários criando torque. Estes princípios operacionais fundamentais permitem que motores DC convertam energia elétrica de corrente contínua em energia mecânica que pode ser usada para equipamentos de propulsão. Tudo isso através de um movimento rotativo.

Quem Inventou o Controlador de Motor DC?

Um motor DC é uma peça excepcional de dispositivo elétrico que revolucionou a vida das pessoas de muitas maneiras diferentes. Mas quem foi o inventor do motor DC? Assim como toda outra inovação, há muitas pessoas que desempenharam um papel através do desenvolvimento de outros equipamentos.

Nos Estados Unidos, Thomas Davenport foi o inventor do primeiro motor elétrico. Davenport foi a primeira pessoa a buscar uma patente para um motor elétrico utilizável. Foi em 1837. No entanto, Davenport não foi a primeira pessoa como tal a construir um motor elétrico, pois outros inventores na Europa haviam desenvolvido versões mais poderosas anteriormente.

A razão pela qual Davenport é louvado como o inventor original é porque ele aplicou para uma patente mais cedo. Em 1834, Moritz Jacobi já havia apresentado um motor altamente potente (três vezes mais potente) que o de Davenport. Um ano depois, Sibrandus Stratingh e Christopher Becker demonstraram uma aplicação prática do motor elétrico.

Tipos de Controladores de Motor DC e Controle de Motor DC

Existem vários tipos de motores DC que valem a pena conhecer. Até agora, este guia explicou extensivamente o que são motores DC, sua funcionalidade e sua história. Neste ponto, olharemos para os tipos de motores DC. Em resumo, existem quatro tipos principais de motores DC, conforme destacado abaixo:

Motores DC Brushless (sem escovas)

Estes também vão pelo nome de motores DC síncronos ou motores comutados eletronicamente. A principal diferença entre estes tipos de motores com o resto é que eles não têm um comutador. No entanto, isso é substituído por um mecanismo servo que pode detectar e subsequentemente ajustar o ângulo do rotor. Motores DC brushless são duráveis e seguros.

Motores DC com Escovas (Brushed)

Estes são os motores DC originais que datam do design inicial de Sprague. Embora permaneçam populares para máquinas de papel, guindastes e ainda laminadores, sua popularidade está desaparecendo ultimamente.

Motores DC Shunt

Estes são um tipo de motores com escovas com conexões de bobinas de campo em paralelo com o induzido. Eles têm corrente menor devido aos enrolamentos em paralelo. Motores shunt encontram muito uso em várias aplicações que precisam de torque constante. Misturadores, esteiras transportadoras e guinchos dependem deles mais.

Motores DC Série

Estes são a variedade final. As bobinas de campo conectadas em série os distinguem de motores paralelos. Significa, portanto, que a corrente do induzido passa pelo enrolamento de campo, criando velocidades muito mais rápidas. Motores DC série são ideais para tarefas que exigem alto torque de partida.

Quando se trata de controle de motor DC, os seguintes são os métodos mais comuns:

Controlador de Direção: Ponte H

O circuito ponte H entra como uma das maneiras mais simples de controlar um motor DC. Aqui você encontrará quatro interruptores controlados em pares. Quando qualquer um destes pares é fechado, eles completam imediatamente o circuito e subsequentemente alimentam o motor. A ponte H também pode controlar a velocidade.

Controlador de Velocidade: Modulação de Largura de Pulso (PWM)

Circuitos PWM variam as velocidades do motor simulando um aumento ou redução na tensão de alimentação. PWM é fácil e barato de aplicar, aspecto que permite controle contínuo da velocidade do motor. Aqui, você encontrará controladores de acionamento de velocidade ajustável que funcionam enviando pulsos periódicos ao motor. Quando a indutância da bobina usando um pulso convencional traz algum efeito de suavização de ligação, o motor elétrico é como se fosse alimentado por alta ou baixa tensão.

Controlador de Induzido: Resistência Variável

Esta é outra maneira de afetar a velocidade de um motor DC. Aqui a corrente alimentada através do induzido ou bobina de campo é variada. Se você estiver atento, notará que a velocidade do eixo de saída muda quando há mudança na corrente das bobinas. Resistores variáveis podem mudar a corrente para que você possa aumentar a velocidade.

O Que Você Precisa Saber Ao Comprar Motores DC

Comprar motores DC é fácil. Tudo que você tem a fazer é encontrar seu fornecedor, negociar um acordo, pagar e pegar suas mercadorias, certo? Se você pensa assim, você está errado. Existem algumas coisas essenciais que você precisa considerar antes de comprar seus motores DC. Aqui estão alguns fatores cruciais a considerar:

Tensão

Quanto maior a energia, maior o torque. A energia mantém a corrente líquida fluindo em uma única direção. Certifique-se de verificar a tensão recomendada do motor DC no manual de instruções. Se isso estiver faltando, procure em outro lugar.

Corrente

Corrente alimenta o motor, e muito dela é perigoso pois danificará o motor. Garanta que você sabe a corrente de operação e de travamento do seu controlador de motor DC antes de comprar um.

Velocidade

Velocidade é um pouco complicada quando se trata de motores. Motores funcionam efetivamente em altas velocidades, mas isso não é possível se engrenagens forem necessárias. Adicionar engrenagens não limita a eficiência do motor. Portanto, você precisa levar em conta redução de torque e velocidade também.

Material PCB neles

O tipo de material de placa de circuito impresso usado na fabricação de seus motores DC importa. Selecionar motores DC consistindo de PCBs com materiais inferiores é arriscado para necessidades de controle de motor DC.

Por Que Escolher um Motor DC?

Embora você tenha a opção de usar motores AC, recomendamos altamente motor DC como primeira escolha. Mas por que, você pode perguntar. Motores DC vêm com algumas vantagens comparados a motores AC. Por exemplo, são excelentes quando você precisa de alto torque de partida visando acionar cargas de alta inércia. Além disso, é fácil controlar as velocidades de motores DC, diferente de motores AC.

Motores DC também são ideais quando precisam ser alimentados por fontes DC de baixa tensão, como painéis solares ou bateria. Se você quer inverter a direção rapidamente, então você encontrará motores DC ideais para suas aplicações. Diferente de motores AC, você pode iniciar e parar motores DC rapidamente e com muita facilidade.

Áreas de Aplicação de Controlador de Motor DC

Como existem vários motores DC no mercado agora, nós os usamos amplamente. Em casa, motores DC encontram seu uso em brinquedos, ferramentas e outros eletrodomésticos. No setor industrial, suas demandas incluem funcionamento em mesas giratórias a transportadores, e reversão, para citar alguns. O seguinte são apenas algumas aplicações específicas de controladores de motor DC:

Para bombas

Motores DC são usados para alimentar bombas baseados em sua excelente resposta ao mover e velocidades variáveis fáceis.

Em ventiladores

São uma preferência em ventiladores devido ao seu mecanismo de economia de energia.

Para brinquedos

Com uma ampla variedade de tensão, brinquedos de motor DC requerem diferentes tipos de movimento e velocidade.

Para carros elétricos

Motores DC destinados a veículos elétricos são preferidos devido à sua durabilidade e eficiência energética.

Para bicicletas elétricas

Bicicletas elétricas têm motores DC encontrados no cubo da roda traseira e dianteira para trazer os níveis de potência e torque necessários.

Resumo

Sem dúvida, não há fim à vista quanto a quando o uso de controladores de motor DC desaparecerá. Eles continuam a encontrar propósito em várias aplicações, apesar de enfrentar forte concorrência de dispositivos modernos e inteligentes. Existem quatro tipos de motores DC no mercado. Todos eles têm PCBs neles. Sem placas de circuito impresso, controladores de motor DC não funcionarão como pretendido. PCBs são o coração dos controladores de motor DC.

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