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A resposta curta é: os motores CC sem escova e os motores CA síncronos são muito semelhantes em termos de construção e operação. Alguns fabricantes podem até agrupá-los sob a seção do motor síncrono de ímã permanente. A principal diferença é, no entanto, os enrolamentos da bobina do estator e o back EMF correspondente para cada motor. Isso lhes dá diferentes características de desempenho e estipula sua própria tecnologia de acionamento.
Similaridade estrutural
Apesar das peculiaridades de seus nomes, tanto os motores CC sem escovas quanto os motores CA síncronos são sem escovas e ambos operam em velocidades síncronas. Sem escovas significa que eles dependem de dispositivos eletrônicos (normalmente sensores Hall) em vez de escovas de carvão mecânicas para controlar a corrente para os enrolamentos. E a sincronização significa que os enrolamentos magnéticos do rotor e do estator giram em uma frequência ou velocidade síncrona.
Os motores CC sem escovas e CA síncronos têm ímãs permanentes embutidos no rotor (normalmente 4 ou mais). O ímã do rotor pode ser de ferrita, que é mais barato, mas a densidade do fluxo magnético é relativamente baixa. Ou uma liga de terras raras (como o neodímio), que tem alta densidade de fluxo magnético, mas em algumas referências seu preço é muito alto. O estator é composto de laminações de ferro e os enrolamentos (geralmente três) são colocados em ranhuras cortadas axialmente.
Os ímãs permanentes do rotor criam um fluxo magnético do rotor e a corrente aplicada nos enrolamentos do estator cria pólos magnéticos eletrônicos. Quando a posição do estator é tal que o pólo N do rotor está próximo ao pólo N do estator, os dois pólos se repelem e o torque é gerado.
Diferença em operação e desempenho
Em um motor DC sem escova, a bobina do estator é enrolada em forma de trapézio e a força eletromotriz de volta gerada tem uma forma de onda trapezoidal. Por causa da forma de onda trapezoidal, a CC necessária é obtida para um melhor desempenho. Ao contrário, os motores CA síncronos são sinusoidalmente enrolados e geram uma força eletromotriz posterior sinusoidal. Portanto, requerem corrente senoidal para obter melhor desempenho.
Este tipo de corrente terá um impacto no ruído geral gerado pelo motor. A corrente trapezoidal usada em
motores de engrenagem DC sem escova tende a produzir um enorme ruído auditivo e eletrônico, em comparação com motores CA síncronos com acionamentos senoidais.
Comutação, que consiste em converter a corrente de fase do motor para acionar a bobina eletrônica apropriada, que é determinada pela posição do estator. Em um motor DC sem escovas, a posição do rotor é normalmente monitorada por três sensores Hall. E a comutação é em seis etapas, ou a cada 60 ângulos eletrônicos. Como a comutação é descontínua, uma flutuação de torque será gerada durante cada comutação (a cada 60 graus).
Por meio de um único sensor Hall ou codificador rotativo, combinado com a lógica de controle, os motores CA síncronos podem se beneficiar do monitoramento constante da posição do rotor. Como a comutação é contínua, o motor CA síncrono pode operar sem flutuações de torque. No entanto, a comutação senoidal requer algoritmos de controle mais complicados do que a comutação trapezoidal.
Embora a construção seja muito consistente, a diferença entre DC e EMF traseiro nos motores DC sem escova e AC de ímã permanente é uma diferença importante. Em termos de controle e desempenho, a aplicação de DC e controle apropriados é um fator muito importante.
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