Entendendo Motores DC com Escovas vs. Sem Escovas: Fundamentos e Aplicações

Você já se perguntou como seu carro está se movendo? Qual a mágica por trás disso? Só entre nós, a mágica vem do motor. Então, o que é motor? Que potência o motor tem para fazer coisas como seu carro se moverem? Você encontrará as respostas aqui neste post.

Motor é um dispositivo eletromagnético que converte energia elétrica em energia mecânica. É indicado pela letra M (padrão antigo D) no circuito. Sua principal função é gerar torque de acionamento, como fonte de energia para vários eletrodomésticos ou máquinas como locomotivas elétricas, bondes, gravadores, navalhas, brinquedos elétricos, etc.

Motores podem ser divididos em motor DC e motor AC pelo tipo de energia

Motor DC é um motor que converte energia elétrica de corrente contínua em energia mecânica. O carro que acabamos de mencionar usa um motor DC.

Motor AC é um motor que converte energia elétrica de corrente alternada em energia mecânica. Eles são amplamente usados em máquinas de lavar, geladeiras, condicionadores de ar, bombas de lâmpada, ventiladores e outros eletrodomésticos.

Motores DC podem ser divididos em sem escovas e com escovas pela estrutura e princípio de funcionamento. E existem níveis mais profundos de categorização sob os motores com escovas, como você pode ver na "árvore genealógica dos motores DC" abaixo:

Motor DC sem escovas

O motor DC sem escovas troca o estator e rotor de um motor DC convencional. O rotor é ímã permanente, que produz fluxo de entreferro. O estator é induído e consiste em enrolamento multifásico. Em estrutura, é semelhante a motor síncrono de ímã permanente.

Motores DC sem escovas são usados principalmente em periféricos de computador e produtos eletrônicos como impressoras, máquinas de fax, copiadoras, discos rígidos, drives de disquete, câmeras de filme, gravadores, etc.

Motor DC com escovas

Duas escovas (escovas de cobre ou carbono) do motor com escovas conectam diretamente os eletrodos positivo e negativo com o comutador do rotor fixando as escovas na tampa traseira do motor usando assento isolante. O comutador conecta as bobinas no rotor. A polaridade das três bobinas alterna constantemente, formando uma força com os dois ímãs fixos, e assim o dispositivo gira.

Motores DC com escovas podem ser divididos em motores DC eletromagnéticos e motores DC de ímã permanente.

Motor DC eletromagnético

O motor DC eletromagnético inclui os de série, derivados, separados e compostos.

• Para motor de série, o enrolamento de excitação é conectado em série com o enrolamento do induído, então conectado à fonte de alimentação DC. Pode ser aplicado em ferramentas elétricas e utensílios de cozinha.
• Para motor derivado, o enrolamento de excitação é conectado em paralelo com o enrolamento do induído. Aqui, o enrolamento de excitação e o induído compartilham a mesma fonte de alimentação. E o desempenho é o mesmo que o de motores separados. É comumente usado em tornos grandes, plainas.
• Para motor separado, o enrolamento de excitação não é conectado com o enrolamento do induído, mas alimentado por outras fontes de alimentação DC. Motores DC de ímã permanente podem ser considerados como motores DC separados. Assim como motor derivado, é frequentemente usado em tornos grandes e plainas.
• Para motor composto, existem dois enrolamentos de excitação, derivado e série. Se o fluxo potencial gerado pelo enrolamento de série estiver na mesma direção que o gerado pelo enrolamento derivado, é chamado de excitação composta cumulativa. Se as duas direções são opostas, é chamado de excitação composta diferencial. Pode ser usado em navios, trólebus, equipamentos de elevação e mineração.

Motor DC de ímã permanente

Motores DC de ímã permanente incluem terras raras , ferrita e Al-Ni-Co . Sua aplicação é extremamente ampla, cobrindo quase todas as áreas de aeroespacial, defesa, produção industrial e agrícola e nossa vida diária.

Na indústria de condicionamento de ar, motores DC sem escovas de ímã permanente tornaram-se um dos principais indicadores para medir a tecnologia de condicionamento de ar.

• O primeiro protótipo de motor foi um motor de ímã permanente. No entanto, devido ao pobre desempenho do material de ímã permanente, sua aplicação era bastante limitada.
• Al-Ni-Co ímã permanente impulsionou o desenvolvimento do motor de ímã permanente para o próximo nível. Mas por causa de seu alto preço, este tipo de motor também não é amplamente usado.
• Desde o surgimento de ferrita barata, a aplicação de motor de ímã permanente se expandiu muito, variando de motores de brinquedos, motores de áudio-vídeo, micro-motores automotivos a acionamento industrial de baixa potência e servo. Estatísticas mostram que motores de ímã permanente representam mais de 92% dos motores DC abaixo de 500W, a maioria dos quais são motores de ímã permanente de ferrita.
• No entanto, o magnetismo da ferrita é pobre e inadequado para as necessidades de motores de alto desempenho. Nos anos 1960, terras raras samário-cobalto ímãs permanentes apareceram. Torna servomotor de alto desempenho possível. No entanto, seu preço é tão alto que foi substituído por ímãs permanentes NdFeB encontrados nos anos 1980.
• Ímã permanente NdFeB tem melhor desempenho em quase todos os aspectos, exceto temperatura de trabalho e coeficiente de temperatura magnética. Além disso, é muito mais barato. Espera-se que todos os tipos de servomotores, sejam DC ou AC, ou motores de passo, serão eventualmente substituídos por motores de ímã permanente.

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