1. O motor universal é um tipo especial de motor elétrico que pode operar com energia CA ou CC.

11 mitos sobre motores | Design Eletrônico

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O objetivo de um motor elétrico é converter energia elétrica em energia mecânica na forma de força rotacional. Em qualquer lugar em que as máquinas sejam necessárias para criar movimento, as chances são de que provavelmente contenha um motor elétrico.

Os motores são de vários tipos, mas o principal diferencial está em como o motor é alimentado (Figura 1). Nos motores CA, a energia provém de uma fonte alternada, como a rede CA, enquanto os motores CC recebem corrente direta de outras fontes, como as baterias. Além dessas duas principais distinções, os motores podem conter escovas ou não usar escovas e também podem ter vários números de fases e mecanismos de resfriamento.

1. O motor universal é um tipo especial de motor elétrico que pode operar com energia CA ou CC. 1. O motor universal é um tipo especial de motor elétrico que pode operar com energia CA ou CC.

1. Os motores estão condenados porque são ineficientes.

Esse mito está no topo da lista simplesmente porque não poderia estar mais longe da verdade. A partir de 2019, estimou-se que mais de 300 milhões de motores estão em uso em todo o mundo – um número que ainda cresce cerca de 10% ao ano. Até 2030, esse número praticamente dobrará. Para atender ao crescente apetite mundial por dispositivos elétricos, consumidores e fabricantes ainda tem uma forte demanda por motores elétricos. Embora a maioria dos motores ainda seja altamente ineficiente, a situação pode ser bastante melhorada com drivers e controladores de motor.

Pesquisas mostram que cerca de 45% da eletricidade do mundo e 69% de toda a energia industrial são consumidos por motores elétricos, devorando um total de quase 16 bilhões de kWh. Em comparação, a iluminação LED com eficiência de energia é responsável por apenas 19% do consumo global de eletricidade. Trabalhar na eficiência dos acionamentos a motor apresenta uma possível oportunidade de economizar 1,8 bilhão de kWh, o que equivale a cerca de 250 reatores nucleares sendo desativados.

2. Os motores DC escovados serão substituídos por motores DC sem escova.

A construção simples e a facilidade de uso dos motores DC escovados dificultam sua substituição. Em comparação, as desvantagens dos motores CC sem escova (BLDC) são que eles são muito mais complexos e difíceis de dirigir. Quando o custo mais baixo do projeto, teste e fabricação do front-end é considerado, juntamente com sua confiabilidade geral, os motores DC costumam ser a opção mais atraente. No entanto, em projetos em que a interferência eletromagnética é um problema ou em que a precisão é mais importante que o custo, os motores BLDC são a primeira escolha.

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3. Todos os motores DC são basicamente os mesmos.

Existem muitos tipos diferentes de motores DC no mercado. Os motores BLDC e os motores DC escovados foram discutidos no ponto acima, mas há outro tipo principal: O motor de passo, que fornece saída em etapas distintas, dependendo do pulso recebido (Figura 2). Os motores de passo são confiáveis ​​e seguros, mas seu torque diminui em velocidades mais altas. Além disso, existe o motor de relutância, um motor baseado em indução de baixo custo que pode funcionar em altas velocidades constantes por longos períodos de tempo, uma vez iniciado.

2. Existem três tipos principais de motores DC.2. Existem três tipos principais de motores DC.

4. Os motores CC são melhores que os motores CA.

A verdadeira resposta para qual tipo de motor é melhor depende de vários fatores. Enquanto os motores CC geralmente oferecem torque mais alto e geram menos calor, as escovas precisarão ser substituídas. E se você usar uma variedade BLDC, aumentará ainda mais a complexidade do sistema. Por outro lado, embora os motores CA tenham pouca manutenção e exijam menos energia na inicialização, eles tendem a ser mais barulhentos e mais quentes. Outras desvantagens incluem controle de posicionamento ruim e menor torque de partida.

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5. Os motores CA e CC têm preços muito próximos.

O processo de seleção do motor dependerá de variáveis ​​como aplicação, custo, tempo de colocação no mercado e ambiente operacional. O engenheiro de projeto precisará executar uma série de perguntas, como como o motor será controlado, a precisão de posicionamento necessária, o tamanho físico e a posição de montagem, requisitos de torque, requisitos de RPM e fonte de energia disponível. Todos esses fatores determinam o custo real do motor – seja um motor CA ou CC, é apenas um deles.

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6. Os motores CA e CC de alta eficiência economizam mais dinheiro.

Como regra geral, quanto mais caro o motor, mais eficiente ele é, economizando custos operacionais a longo prazo. Porém, embora os motores com maior eficiência de energia atualmente no mercado sejam os BLDCs, eles também são os mais caros para fabricar, dirigir e controlar. Uma solução é utilizar o mesmo método de acionamento de motores BLDC para motores CA, aumentando assim a eficiência, mas mantendo o custo geral do sistema do motor um pouco menor do que um sistema BLDC completo.

7. Os motores BLDC são quase tão eficientes quanto os motores DC escovados.

Todo motor DC escovado possui escovas. Esses contatos elétricos, conectados ao eixo interno por meio de um comutador, giram quando a armadura é eletrificada. Como o nome sugere, um motor BLDC não contém escovas. As bobinas são enroladas em ímãs permanentes ao redor do rotor e o eixo gira através de um controlador eletrônico que funciona com um sensor de posição do rotor. Portanto, um motor BLDC pode ser até 90% mais eficiente porque não requer energia para o comutador ou as escovas.

8. Os motores de corrente alternada são melhores porque não requerem conversão para corrente contínua.

Os motores CA são geralmente mais baratos e uma opção mais simples, exceto quando for necessária maior potência e tensão. Embora o mercado de motores de corrente alternada seja maior, ainda não é fácil encontrar soluções de corrente alternada com classificações de potência fracionada e capacidade de tensão mais baixa. Com a crescente necessidade de tensões abaixo de 200 V DC, os motores CA não podem ser usados ​​nesta área. Atualmente, há um lugar para as tecnologias CA e CC, portanto, ambas as tecnologias estarão conosco por algum tempo e, na verdade, se complementarão no mercado de motoristas.

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9. Motores de passo são mais fáceis de dirigir.

Os motores de passo apresentam mais enrolamentos e dentes mecânicos que os tornam extremamente precisos e são inestimáveis ​​para aplicações em que a precisão do posicionamento é uma prioridade. No entanto, os motores DC e BLDC ainda são mais fáceis e mais baratos de dirigir. Dirigir um motor de passo já foi um dos aspectos mais difíceis da teoria e da prática de controle do motor, mas agora com melhorias na velocidade e potência do microprocessador, elas são muito mais fáceis nesse sentido. No entanto, os steppers ainda são mais complexos de conduzir em geral.

10. Os motores CA e CC podem funcionar a qualquer velocidade.

Os recursos de velocidade dos motores CC e CA geralmente dependem de uma fórmula simples: o número de polos, a frequência da linha e a tensão aplicada. Os motores CA, portanto, têm limitações de velocidade significativas em comparação aos motores CC, pois geralmente são acionados nas frequências da rede elétrica. No entanto, para motores de indução CA, inversores de frequência variável (VFDs) podem ser usados ​​para gerar uma faixa de frequências diferentes. Para motores BLDC, a modulação por largura de pulso (PWM) pode ser usada para controlar a tensão do motor.

11. É fácil escolher um motor para qualquer aplicação.

No passado, a seleção de um motor elétrico seria governada principalmente por tensão, corrente, velocidade e temperatura. Hoje em dia, porém, os motores são muito mais complexos, com muitas opções disponíveis no mercado. É importante lembrar que a seleção de um motor baseado apenas em preço, embalagem ou desempenho não permitirá que um designer otimize o design mais eficaz para a aplicação. E em caso de dúvida, sempre entre em contato com um representante respeitável do fabricante do motor para escolher o motor que melhor se adapta aos requisitos.

Arthur Gonsky é gerente técnico de marketing da ON Semiconductor.

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