Motor CC sem escova vs. Motor síncrono de ímã permanente

Os motores CC sem escovas (BLDC) e os motores síncronos de ímã permanente (PMSM) são dois tipos de motores amplamente usados no campo dos 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 CC sem escova

Motor CC sem escovas:

O motor CC sem escovas opera em um campo magnético rotativo formado pelo potencial magnético na extremidade do eixo, sincronizando a comutação de fase por meio do polo sensor para acionar o movimento do rotor.

Sua estrutura consiste em um rotor formado por ímãs permanentes, um estator envolvido por 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 funciona com base na interação de potenciais magnéticos entre o estator e o rotor, gerando torque para impulsionar o movimento do rotor.

O rotor gera um campo magnético rotativo por meio 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 ímã permanente, elas geram o campo magnético de excitação.

2. Métodos de controle Motor CC sem escova:

Motor CC sem escovas:

O controle de motores CC sem escovas envolve principalmente dois métodos: feedback do sensor Hall e controle da 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 de retorno estima a posição do rotor e mede a força eletromotriz de retorno das bobinas da armadura para controle. Esse método permite alta eficiência e alta saída de torque.

Motor síncrono de ímã permanente:

Os métodos de controle para motores síncronos de ímã permanente incluem principalmente o controle de corrente e o controle orientado por campo. O método de controle de corrente controla o torque e a velocidade do motor por meio da medição da corrente.

O controle orientado por 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. Densidade de potência e eficiência Motor CC sem escovas:

Motor CC sem escovas:

Os motores CC sem escovas 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 traseira 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 baixa. 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 adicionais por correntes parasitas. No entanto, a eficiência pode ser melhorada por meio de estratégias de controle otimizadas e tecnologias avançadas de materiais.

4. Características de resposta e faixa de controle Motor CC sem escovas

Motor CC sem escovas:

Os motores CC sem escovas apresentam boas características de resposta e uma ampla faixa de controle. Como seus rotores são feitos de ímãs permanentes, eles têm baixa inércia do rotor e velocidade de resposta rápida. Além disso, os motores CC 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 piores 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 traseira para um controle preciso.

5. Embrulhe tudo

Em resumo, os motores CC sem escovas e os motores síncronos de ímã permanente têm diferenças notáveis 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 de motor pode ser escolhido.

Os motores CC sem escova são adequados para aplicações que exigem alta potência de saída e controle preciso, enquanto os motores síncronos de ímã permanente são adequados para aplicações que exigem alta densidade de potência e uma faixa de controle mais ampla.