Entendendo Motores BLDC: Guia Profissional

O Que É Motor BLDC?

Motor BLDC, sigla de brushless direct current electric motor (motor elétrico de corrente contínua sem escovas), é tipo de motor síncrono alimentado por correntes contínuas através de fonte de chaveamento ou inversor que transferem potência de CC para CA para acionar cada estágio em sistema de controle de malha fechada. Também conhecido como motor BL, motor comutado eletronicamente, motor EC, motores síncronos CC. Inversor e fonte de chaveamento são dispositivos eletrônicos de potência que alteram e transmitem eletricidade CC para CA.

Motores BLDC fornecem pulsos — breve explosão de tensão CC com subida e decaimento abruptos — aos enrolamentos do motor que regulam velocidade de rotação e torque. Motores CC sem escovas substituíram design de escovas (comutadores) usados em motores elétricos convencionais.

Vantagens sobre motores CC com escovas: operação em alta velocidade, controle eletrônico ideal, baixa manutenção e longevidade, alta relação potência-peso. Usados em ampla variedade: equipamentos periféricos de computador (unidades de disco), ferramentas elétricas, aeroespacial, automotivo. Por fim, motores BLDC têm arranjo de acionamento direto que substituiu correias de borracha e caixas de engrenagens em máquinas de lavar hoje.

Como Funciona Motor BLDC?

Elementos vitais: ímãs permanentes e armadura rotativa interna. Ímãs permanentes no exterior são estacionários — chamados "estatores". Armadura também chamada "rotor", girando e contendo eletroímã. Em motores BLDC, ímãs permanentes giram ao redor do rotor fixo, removendo problemas de conexão de correntes e rotor móvel. Motores BLDC são "virados do avesso" no ciclo, não requerendo escovas para alterar campo eletromagnético. Controlador computadorizado carrega eletroímãs no estator e gira armadura 360 graus completos.

Comparado a estrutura e princípio de motores BLDC, em motor CC com escovas, armadura gira 180 graus quando corrente elétrica transferida ao rotor. Para permitir rotação de 360 graus, polos do ímã devem inverter, e escovas farão contato com estator quando armadura gira, alterando campo magnético. Unidade de controle eletrônico elimina necessidade de escovas ou conjunto comutador em motores CC com escovas e permite motor BLDC comutar fase consistentemente para manter funcionamento.

Elementos centrais incluem ímã permanente, construção similar a motor PMS (permanent magnet synchronous motor). Estrutura também similar a motores de relutância comutada ou assíncronos. Ao utilizar ímã de neodímio, motores BLDC subdividem-se em três estilos: out-runner, in-runner, axial. Diferença entre três linhas na relação estator-rotor. No out-runner, rotor circunda estator; no in-runner, rotor cercado por estatores; no axial, estator e rotor paralelos em forma plana.

Aplicações de Motores BLDC

Motores CC sem escovas preferidos para operação silenciosa, corpo mais leve, vidas úteis muito maiores. Graças ao controle de corrente elétrica por computadores, fornecem controle de movimento de alta precisão. Benefícios tornam BLDC amplamente utilizados em equipamentos modernos especialmente quando baixo ruído, baixa produção de calor e funcionamento consistente são requisitos.

Aplicações de Controle de Movimento

Motores BLDC amplamente usados como acionamentos de bombas, ventiladores de movimento, fusos em várias aplicações de velocidade ajustável. Motores CC sem escovas constroem alto torque com resposta de velocidade ideal. Além disso, têm eficiência energética considerável e propriedades térmicas ideais. BLDC em controle de movimento usa sistema de controle eletrônico de motor e sensor de resposta de posição do rotor para receber resposta de velocidade.

Comumente utilizados como motores servo em acionamentos servo de máquinas-ferramenta. Motores servo são núcleo de posicionamento de alta precisão, controle de movimento, outras operações mecânicas. Embora motores de passo CC direto também possam ser utilizados, motor de passo trabalha com controle de malha aberta e geralmente tem pulsações de torque. Conclusão: motores BLDC mais ideais como motor servo devido a controle de movimento preciso que depende de controlador de malha fechada e fornece operação de acionamento estável e consistente.

Equipamentos de Transporte

Atualmente, motores BLDC encontrados em ampla variedade de equipamentos de transporte: veículos elétricos/híbridos, aeronaves elétricas, bicicletas elétricas. Muitas bicicletas elétricas utilizam motores BLDC integrados ao cubo da roda com ímãs conectados girando com rodas. Mesmo princípio em rodas de patinetes elétricos auto-balanceáveis.

Ferramentas Elétricas Sem Fio

Motores BLDC também comumente usados em ampla variedade de ferramentas sem fio: aparadores de linha, furadeiras, parafusadeiras, serras. Vantagens como leveza e alta eficiência são fatores importantes, especialmente para seleção de ferramentas manuais sem fio.