Os motores CC sem escova e de passo podem receber mais atenção do que o motor CC com escova clássico, mas este último ainda pode ser uma escolha melhor em algumas aplicações.

A maioria dos projetistas que procuram escolher um pequeno motor CC – normalmente uma unidade de potência inferior ou fracionária – geralmente olham inicialmente para apenas duas opções: o motor CC sem escovas (BLDC) ou o motor de passo.Qual deles selecionar é baseado na aplicação, já que o BDLC geralmente é melhor para movimento contínuo, enquanto o motor de passo é mais adequado para posicionamento, movimento de vaivém e movimento de parada/inicialização.Cada tipo de motor pode fornecer o desempenho necessário com o controlador correto, que pode ser um CI ou módulo, dependendo do tamanho e das especificações do motor.Esses motores podem ser acionados com “smarts” incorporados em CIs de controle de movimento dedicados ou em um processador com firmware incorporado.

Mas observe um pouco mais de perto as ofertas dos fornecedores desses motores BLDC e você verá que eles quase sempre também oferecem motores CC escovados (BDC), que existem “desde sempre”.Este arranjo de motor tem um lugar antigo e estabelecido na história da força motriz acionada eletricamente, pois foi o primeiro projeto de motor elétrico de qualquer tipo.Dezenas de milhões desses motores escovados são usados ​​todos os anos para aplicações sérias e não triviais, como carros.

As primeiras versões rudimentares de motores escovados foram concebidas no início de 1800, mas alimentar até mesmo um pequeno motor útil era um desafio.Os geradores necessários para alimentá-los ainda não haviam sido desenvolvidos e as baterias disponíveis tinham capacidade limitada, tamanho grande e ainda precisavam ser “reabastecidas” de alguma forma.Eventualmente, esses problemas foram superados.No final de 1800, motores CC escovados com dezenas e centenas de cavalos de potência foram instalados e de uso geral;muitos ainda são usados ​​hoje.

O motor CC escovado básico não requer “eletrônicos” para funcionar, pois é um dispositivo autocomutável.O princípio de funcionamento é simples, o que é uma das suas virtudes.O motor DC escovado usa comutação mecânica para mudar a polaridade do campo magnético do rotor (também chamado de armadura) versus o estator.Em contraste, o campo magnético do estator é desenvolvido por bobinas eletromagnéticas (historicamente) ou por ímãs permanentes modernos e poderosos (para muitas implementações atuais) (Figura 1).

A interação e a reversão repetida do campo magnético entre as bobinas do rotor na armadura e o campo fixo do estator induzem o movimento rotativo contínuo.A ação de comutação que inverte o campo do rotor é realizada por meio de contatos físicos (chamados de escovas), que tocam e levam energia às bobinas da armadura.A rotação do motor não apenas fornece o movimento mecânico desejado, mas também a mudança da polaridade da bobina do rotor necessária para induzir a atração/repulsão em relação ao campo fixo do estator - novamente, nenhuma eletrônica é necessária, pois a alimentação CC é aplicada diretamente ao enrolamentos da bobina do estator (se houver) e as escovas.

O controle básico da velocidade é realizado ajustando a tensão aplicada, mas isso aponta para uma das deficiências do motor escovado: a tensão mais baixa reduz a velocidade (que era a intenção) e reduz drasticamente o torque, o que geralmente é uma consequência indesejada.Usar um motor escovado alimentado diretamente pelos trilhos CC é geralmente aceitável apenas em aplicações limitadas ou não críticas, como operar pequenos brinquedos e exibições animadas, especialmente se for necessário controle de velocidade.

Em contraste, o motor sem escova possui um conjunto de bobinas eletromagnéticas (pólos) fixadas em torno do interior da carcaça, e ímãs permanentes de alta resistência são fixados ao eixo giratório (o rotor) (Figura 2).À medida que os pólos são energizados em sequência pela eletrônica de controle (comutação eletrônica – EC), o campo magnético que envolve o rotor gira e assim atrai/repele o rotor com seus ímãs fixos, que é obrigado a seguir o campo.

A corrente que aciona os pólos do motor BLDC pode ser uma onda quadrada, mas isso é ineficiente e induz vibração, portanto a maioria dos projetos usa uma forma de onda em rampa com um formato adaptado para a combinação desejada de eficiência elétrica e precisão de movimento.Além disso, o controlador pode ajustar a forma de onda de energização para partidas e paradas rápidas, porém suaves, sem overshoot e resposta nítida a transientes de carga mecânica.Estão disponíveis diferentes perfis de controle e trajetórias que combinam a posição e a velocidade do motor com as necessidades da aplicação.

Editado por Lisa