Motores DC sem escova (BLDC) e motores síncronos de ímã permanente (PMSM) são dois tipos de motores amplamente utilizados no campo de motores elétricos modernos.
Embora compartilhem muitas semelhanças, ainda existem algumas diferenças importantes entre eles. Este artigo fornece uma comparação exaustiva, factual e detalhada desses dois tipos de motores sob vários aspectos.
1. Princípio e estrutura do motor DC sem escova
Motor DC sem escova:
O motor DC sem escovas opera em um campo magnético rotativo formado pelo potencial magnético na extremidade do eixo, sincronizando a comutação de fase através do pólo sensor para acionar o movimento do rotor.
Sua estrutura é composta por um rotor formado por ímãs permanentes, um estator envolto em bobinas e um sensor de posição. Ao alterar a direção e a magnitude da corrente, o movimento do rotor pode ser controlado.
Motor síncrono de ímã permanente:
O motor síncrono de ímã permanente atua na interação de potenciais magnéticos entre o estator e o rotor, gerando torque para acionar o movimento do rotor.
O rotor gera um campo magnético rotativo através de ímãs permanentes, enquanto as bobinas do estator criam um campo magnético de excitação. A interação desses dois campos magnéticos aciona o rotor.
A estrutura de um motor síncrono de ímã permanente é semelhante à de um motor CC sem escovas, mas a diferença está na função das bobinas do estator: nos motores CC sem escovas, elas auxiliam o campo magnético, enquanto nos motores síncronos de ímãs permanentes, elas geram o campo magnético de excitação.
2. Métodos de controle Motor DC sem escova:
Motor DC sem escova:
O controle de motores CC sem escova envolve principalmente dois métodos: feedback do sensor Hall e controle de força eletromotriz traseira. O método de feedback do sensor Hall determina o tempo de comutação detectando a posição do rotor, controlando a direção e a magnitude da corrente.
O método de controle da força eletromotriz traseira estima a posição do rotor e mede a força eletromotriz traseira das bobinas da armadura para controle. Este método permite alta eficiência e alto torque.
Motor síncrono de ímã permanente:
Os métodos de controle para motores síncronos de ímã permanente incluem principalmente controle de corrente e controle orientado a campo. O método de controle de corrente controla o torque e a velocidade do motor medindo a corrente.
O controle orientado a campo estima a posição do rotor e mede a força eletromotriz traseira do rotor para controlar a corrente, obtendo controle e resposta mais precisos.
3. Motor DC sem escova de densidade de potência e eficiência:
Motor DC sem escova:
Os motores DC sem escova têm alta densidade de potência e eficiência. Devido à sua estrutura simples, livre de escovas e problemas de desgaste das escovas, eles podem atingir alta potência.
Além disso, o uso do controle de força eletromotriz reversa reduz as perdas de cobre e ferro, permitindo uma operação eficiente.
Motor síncrono de ímã permanente:
Os motores síncronos de ímã permanente têm alta densidade de potência, mas eficiência relativamente menor. Devido à sua estrutura complexa e à necessidade de manter um campo magnético de excitação nas bobinas do estator, ocorrem perdas de cobre e ferro.
Além disso, a presença de um campo magnético rotativo leva a perdas extras por correntes parasitas. No entanto, a eficiência pode ser melhorada através de estratégias de controle otimizadas e tecnologias avançadas de materiais.
4. Características de resposta e faixa de controle Motor DC sem escova
Motor DC sem escova:
Os motores DC sem escova apresentam boas características de resposta e uma ampla faixa de controle. Como seus rotores são feitos de ímãs permanentes, possuem baixa inércia do rotor e rápida velocidade de resposta. Além disso, os motores DC sem escovas podem obter um controle preciso ajustando a magnitude e a direção da corrente para atender a vários requisitos operacionais.
Motor síncrono de ímã permanente:
Os motores síncronos de ímã permanente têm características de resposta relativamente mais pobres e uma faixa de controle mais estreita. Devido à maior inércia do rotor, a velocidade de resposta do rotor é mais lenta. Além disso, o controle de motores síncronos de ímã permanente é mais complexo, exigindo uma estimativa precisa da posição do rotor e da força eletromotriz reversa para um controle preciso.
5. Conclua
Em resumo, os motores CC sem escovas e os motores síncronos de ímã permanente apresentam diferenças perceptíveis em aspectos como princípio e estrutura, métodos de controle, densidade de potência e eficiência, bem como características de resposta e faixa de controle. Dependendo dos requisitos da aplicação, o tipo apropriado de motor pode ser escolhido.
Os motores CC sem escovas são adequados para aplicações que exigem alta potência e controle preciso, enquanto os motores síncronos de ímã permanente são adequados para aplicações que necessitam de alta densidade de potência e uma faixa de controle mais ampla.
