Motores com escova ou sem escova: quando e por que escolher um em detrimento do outro?

Introdução de Motores com e sem escova

1. Em nossa vida real, muitos sistemas de controle de movimento serão aplicados a motores DC.Em comparação com os motores CA, as pessoas pensarão que os motores CC são mais fáceis de controlar; portanto, quando aplicados para controlar torque, velocidade ou posição, muitas pessoas estarão mais dispostas a escolher um motor CC.

2. Os motores CC também são divididos nos dois tipos a seguir: motores sem escovas e motores com escovas.A diferença entre os dois também pode ser vista no nome.O motor brushless usa o princípio de controle eletrônico para substituir a função de comutação mecânica original.O motor DC com escovas possui escovas, que podem ser

3. controlado pelo motor para mudar a direção.

Em muitas aplicações, motores DC com ou sem escovas podem ser usados.Sua função é baseada no mesmo princípio de atração e repulsão entre bobinas e imãs permanentes.Ambos têm prós e contras, e você pode escolher um em detrimento do outro, dependendo dos requisitos de sua aplicação.

O motor brushless é um motor baseado na tecnologia de comutação eletrônica.Comparado com nosso motor DC tradicional, sua vida útil e eficiência são melhoradas.Atualmente, os motores brushless também são usados ​​em mais e mais campos de acordo com suas características.Nossos motores brushless estão disponíveis em diferentes modelos:Motor sem escova NEMA17-42×42MM、Motor sem escova NEMA23-57×57MM、Motor sem escova NEMA24-60×60MM、Motor sem escova NEMA31-80×80MM、Motor sem escova NEMA34-86×86MM、Motor sem escova NEMA45-110×110MM e assim por diante.

Motores com e sem escova: vantagens e desvantagens

Este artigo fará alguns resumos simples para lhe dar uma ideia básica de escolher um motor sem escovas ou um motor com escovas na aplicação.A tabela a seguir resume as principais vantagens e desvantagens dos dois motores.As informações são apenas para referência:

1. Vitalício

Como mencionado anteriormente, uma das desvantagens dos motores com escovas é que há desgaste mecânico das escovas e do comutador.As escovas de carvão, em particular, são sacrificadas e, em muitos motores, são projetadas para serem substituídas periodicamente como parte de um programa de manutenção.O cobre macio do comutador também é lentamente desgastado pelas escovas e, eventualmente, chega a um ponto em que o motor não funciona mais.Como os motores brushless não possuem contatos móveis, eles não sofrem esse desgaste.

2. Velocidade e Aceleração

A velocidade de rotação dos motores com escovas pode ser limitada pelas escovas e pelo comutador, bem como pela massa do rotor.Em velocidades muito altas, o contato da escova com o comutador pode se tornar errático e o arco da escova aumenta.A maioria dos motores com escovas também usa um núcleo de ferro laminado no rotor, o que lhes confere grande inércia rotacional.Isso limita as taxas de aceleração e desaceleração do motor.É possível construir um motor brushless com ímãs de terras raras muito poderosos no rotor, o que minimiza a inércia rotacional.Claro, isso aumenta o custo.

3. Ruído elétrico

As escovas e o comutador formam uma espécie de interruptor elétrico.À medida que o motor gira, as chaves são abertas e fechadas, enquanto uma corrente significativa flui pelos enrolamentos do rotor, que são indutivos.Isso resulta em arco nos contatos.Isso gera uma grande quantidade de ruído elétrico, que pode ser acoplado a circuitos sensíveis.O arco voltaico pode ser um pouco mitigado pela adição de capacitores ou amortecedores RC nas escovas, mas a comutação instantânea do comutador sempre gera algum ruído elétrico.

4. Ruído Acústico

Motores com escovas são 'comutados' - isto é, a corrente é movida abruptamente de um enrolamento para outro.O torque gerado varia ao longo da rotação do rotor conforme os enrolamentos são ligados e desligados.Com um motor brushless, é possível controlar as correntes dos enrolamentos de forma que a corrente transite gradualmente de um enrolamento para outro.Isso reduz a ondulação de torque, que é uma pulsação mecânica de energia no rotor.A ondulação de torque causa vibração e ruído mecânico, especialmente em baixas velocidades do rotor.

5. Custo

Como os motores sem escova exigem componentes eletrônicos mais sofisticados, o custo total de um acionamento sem escova é maior do que o de um motor com escova.Embora um motor sem escovas seja mais simples de fabricar do que um motor com escovas, uma vez que não possui escovas e um comutador, a tecnologia do motor com escovas é muito madura e os custos de fabricação são baixos.Isso está mudando à medida que os motores brushless se tornam mais populares, especialmente em aplicações de alto volume, como motores automotivos.Além disso, o custo da eletrônica, como microcontroladores, continua a diminuir, tornando os motores brushless mais atraentes.

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Resumo

Devido a considerações de custo e desempenho, todos escolherão motores sem escovas, o que levou à aplicação de motores sem escovas em muitos campos.Claro, motores com escovas também são usados ​​em alguns lugares.

Muito pode ser aprendido observando a adoção de motores sem escovas em automóveis.A partir de 2020, a maioria dos motores que funcionam enquanto o carro está funcionando, como bombas e ventiladores, mudaram de motores com escova para motores sem escova para melhorar a confiabilidade.O custo adicional do motor e da eletrônica mais do que compensa a taxa de falha de campo mais baixa e os requisitos de manutenção reduzidos.

Por outro lado, os motores que funcionam com pouca frequência - por exemplo, aqueles que movem assentos elétricos e vidros elétricos - ainda são, em sua maioria, motores com escovas.A razão é que o tempo total de funcionamento do carro ao longo de sua vida útil é muito pequeno e as chances de falha do motor durante a vida útil do carro são muito pequenas.

À medida que o custo dos motores sem escovas e seus componentes eletrônicos associados continua caindo, os motores sem escovas estão encontrando seu caminho em aplicações tradicionalmente ocupadas por motores com escovas.Tomando o exemplo automotivo novamente, os motores de ajuste de assento em cartões de última geração têm usado motores brushless porque produzem menos ruído.