O que é o motor BLDC e suas vantagens

1. CONCEÇÃO DE MOTORES DC sem escova

Um motor CC sem escova (BLDC), também conhecido como motor sem escova ou um motor CC síncrono, é um tipo de motor que não requer escovas ou comutadores para operação. A entrada para um motor BLDC é de corrente direta (DC), mas essencialmente simula a corrente alternada (AC) alternando ciclicamente os principais interruptores do inversor. Isso cria um campo magnético em mudança nos enrolamentos da bobina, permitindo que o rotor do motor experimente o torque contínuo e, portanto, a rotação contínua. Os motores BLDC podem ser configurados como monofásicos, bifásicos ou trifásicos, dependendo do número de enrolamentos do estator. Os motores BLDC mais comumente encontrados são motores trifásicos. O diagrama abaixo ilustra a desmontagem de um motor CC sem escova trifásico.

2. Aplicação de motores DC sem escova

Estima -se que o tamanho do mercado dos motores BLDC atinja aproximadamente US $ 19,76 bilhões até 2022. Com a tecnologia motora BLDC se tornando cada vez mais madura, os motores BLDC encontraram aplicações extensas em vários campos, incluindo sistemas militares, aeroespaciais, industriais, automotivos, de controle civil e aplicações domésticas. Eles são comumente usados ​​em dispositivos de baixa tensão e baixa potência, como robôs pequenos, drones, bicicletas elétricas, aspiradores de pó e ferramentas elétricas.

Abaixo estão alguns aplicativos populares:

A aspirador de pó/secador de cabelo: quando se trata de secadores de cabelo ou pó de pó, a marca conhecida é Dyson. O secador de cabelo Dyson, promovido como 'Tecnologia Negra de próxima geração', apresenta o motor digital inteligente V9, que é menor, mais leve e mais rápido que os motores tradicionais. Sem o uso de pincéis de carbono, o motor pode atingir uma velocidade de até 110.000 revoluções por minuto e é menor e menor que outros motores. O motor usado no motor digital de Dyson é um 'motor CC sem escova monofásico', essencialmente um tipo de motor BLDC.

Drones/Gimbals:

A chave para o controle do motor nos drones é o controle de velocidade e direção. Os drones mais populares são, sem dúvida, os da DJI. O diagrama abaixo mostra a desmontagem do drone Spark, com quatro motores BLDC visíveis em cada canto.

Aplicações semelhantes incluem gimbals.

Ferramentas elétricas: Ferramentas elétricas comuns de mão encontradas na vida cotidiana incluem as chaves elétricas de Bosch, exercícios e outros. A economia de energia e a alta eficiência de motores CC sem escova, juntamente com a redução contínua no custo das ferramentas elétricas portáteis, levaram a um rápido desenvolvimento no uso de motores BLDC em ferramentas elétricas. Os fabricantes internacionais mais conhecidos, como Bosch, Dewalt, Milwaukee e outros, estão liderando essa tendência.

3. Construção do motor DC sem embriague

Estator: O estator de um motor BLDC é composto de folhas de aço laminadas, com enrolamentos colocados em slots esculpidos ao longo do eixo circunferencial interno. O estator é semelhante ao de um motor de indução, mas com uma distribuição de enrolamento diferente. A maioria dos motores BLDC possui três enrolamentos de estator conectados a estrelas, cada um consistindo em múltiplas bobinas interconectadas. As bobinas são colocadas nos slots e interconectadas para formar enrolamentos. Esses enrolamentos são distribuídos ao longo da circunferência do estator para criar pólos magnéticos espaçados uniformemente.

Rotor: os motores BLDC usam ímãs permanentes como rotor, sem bobinas internas. Os pólos magnéticos sul e norte do rotor estão dispostos alternadamente. Além disso, com o avanço da tecnologia de material magnético macio e a diminuição dos preços, os materiais de terras raras de ferro de ferro de neodímio de alto desempenho são cada vez mais usados ​​para fazer rotores de ímãs permanentes. Seu produto de alta energia magnética e características estáveis ​​permitem que os motores BLDC tenham melhores propriedades mecânicas e resposta dinâmica, além de maior eficiência e faixa de velocidade. Aqui está um diagrama esquemático da seção transversal do ímã do rotor a partir de um documento principal no BLDC by Microchip:

Sensores do salão: O aspecto mais crucial do controle do motor BLDC é a identificação da posição do rotor. Existem dois métodos para identificação de posição: um é usar sensores de posição para identificar a posição do rotor, conhecida como sensores de salão; O outro método é sem sensor, que envolve a identificação da posição do rotor, detectando a força eletromotiva traseira. Para motores BLDC com sensores, a maioria dos motores BLDC incorporou três sensores de salão no estator. Durante cada comutação, um enrolamento é conectado ao pólo positivo da fonte de alimentação de controle (a corrente entra no enrolamento), o segundo enrolamento é conectado ao pólo negativo (a corrente flui dele) e o terceiro enrolamento está em um estado desconectado. O torque é gerado pela interação entre o campo magnético produzido pelas bobinas do estator e o ímã permanente. Quando o pólo magnético do rotor passa perto do sensor do salão, o sensor produzirá um sinal de nível alto ou baixo, indicando que o pólo magnético sul/norte está passando pela região detectado pelo sensor do salão. A mudança de fase entre a saída dos sinais pelos sensores do salão pode ser de 60 ° ou 120 °.