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1. Motor CC escovado

Nos motores escovados, isso é feito por meio de uma chave rotativa no eixo do motor, chamada comutador.Consiste em um cilindro ou disco giratório dividido em vários segmentos de contato metálico no rotor.Os segmentos são conectados aos enrolamentos condutores do rotor.Dois ou mais contatos estacionários chamados escovas, feitos de um condutor macio como o grafite, pressionam o comutador, fazendo contato elétrico deslizante com segmentos sucessivos à medida que o rotor gira.As escovas fornecem corrente elétrica seletivamente aos enrolamentos.À medida que o rotor gira, o comutador seleciona diferentes enrolamentos e a corrente direcional é aplicada a um determinado enrolamento, de modo que o campo magnético do rotor permanece desalinhado com o estator e cria um torque em uma direção.

2. Motor CC sem escova

Nos motores CC sem escovas, um sistema servo eletrônico substitui os contatos mecânicos do comutador.Um sensor eletrônico detecta o ângulo do rotor e controla interruptores semicondutores, como transistores, que comutam a corrente através dos enrolamentos, invertendo a direção da corrente ou, em alguns motores, desligando-a, no ângulo correto para que os eletroímãs criem torque em um direção.A eliminação do contato deslizante permite que motores sem escovas tenham menos atrito e maior vida útil;sua vida útil é limitada apenas pela vida útil de seus rolamentos.

Os motores CC escovados desenvolvem um torque máximo quando estacionários, diminuindo linearmente à medida que a velocidade aumenta.Algumas limitações dos motores com escovas podem ser superadas pelos motores sem escova;eles incluem maior eficiência e menor suscetibilidade ao desgaste mecânico.Esses benefícios têm o custo de sistemas eletrônicos de controle potencialmente menos robustos, mais complexos e mais caros.

Um motor sem escova típico possui ímãs permanentes que giram em torno de uma armadura fixa, eliminando problemas associados à conexão da corrente à armadura móvel.Um controlador eletrônico substitui o conjunto do comutador do motor CC escovado, que muda continuamente a fase para os enrolamentos para manter o motor girando.O controlador realiza distribuição de energia temporizada semelhante usando um circuito de estado sólido em vez do sistema comutador.

Os motores sem escovas oferecem diversas vantagens em relação aos motores CC com escovas, incluindo alta relação torque/peso, maior eficiência produzindo mais torque por watt, maior confiabilidade, ruído reduzido, vida útil mais longa eliminando a erosão das escovas e do comutador, eliminação de faíscas ionizantes do
comutador e uma redução geral da interferência eletromagnética (EMI).Sem enrolamentos no rotor, eles não estão sujeitos a forças centrífugas e, como os enrolamentos são sustentados pela carcaça, podem ser resfriados por condução, não necessitando de fluxo de ar dentro do motor para resfriamento.Isto, por sua vez, significa que o interior do motor pode ser totalmente fechado e protegido contra sujeira ou outros materiais estranhos.

A comutação do motor sem escova pode ser implementada em software usando um microcontrolador ou, alternativamente, pode ser implementada usando circuitos analógicos ou digitais.A comutação com componentes eletrônicos em vez de escovas permite maior flexibilidade e recursos não disponíveis em motores CC com escovas, incluindo limitação de velocidade, operação de micropasso para controle de movimento lento e preciso e torque de retenção quando estacionário.O software do controlador pode ser customizado para o motor específico utilizado na aplicação, resultando em maior eficiência de comutação.

A potência máxima que pode ser aplicada a um motor sem escova é limitada quase exclusivamente pelo calor; muito calor enfraquece os ímãs e danificará o isolamento dos enrolamentos.

Ao converter eletricidade em energia mecânica, os motores sem escovas são mais eficientes do que os motores com escovas, principalmente devido à ausência de escovas, o que reduz a perda de energia mecânica devido ao atrito.A eficiência aprimorada é maior nas regiões sem carga e com carga baixa da curva de desempenho do motor.

Os ambientes e requisitos nos quais os fabricantes usam motores CC sem escova incluem operação sem manutenção, altas velocidades e operação onde faíscas são perigosas (ou seja, ambientes explosivos) ou podem afetar equipamentos eletronicamente sensíveis.

A construção de um motor sem escova se assemelha a um motor de passo, mas os motores apresentam diferenças importantes devido a diferenças na implementação e operação.Embora os motores de passo sejam frequentemente parados com o rotor em uma posição angular definida, um motor sem escova geralmente é projetado para produzir rotação contínua.Ambos os tipos de motor podem ter um sensor de posição do rotor para feedback interno.Tanto um motor de passo quanto um motor sem escova bem projetado podem manter um torque finito a zero RPM.