An motor elétricoé um dispositivo que converte energia elétrica em energia mecânica e, desde a invenção do primeiro motor elétrico por Faraday, conseguimos viver nossas vidas sem esse dispositivo em nenhum lugar.
Hoje em dia, os carros estão rapidamente deixando de ser predominantemente mecânicos para se tornarem elétricos, e o uso de motores está se tornando cada vez mais difundido. Muitas pessoas podem não conseguir adivinhar quantos motores estão instalados em seus carros, e a introdução a seguir ajudará você a descobrir os motores do seu carro.
Aplicações de motores em carros
Para descobrir onde fica o motor do seu carro, o assento elétrico é o local ideal. Em carros econômicos, os motores geralmente oferecem ajuste para frente e para trás e inclinação do encosto. Em carros premium,motores elétricospode controlar o ajuste de altura, por exemplo, a inclinação do assento, o apoio lombar, o ajuste do encosto de cabeça e a firmeza do assento, entre outros recursos que podem ser usados sem motores elétricos. Outros recursos do assento que utilizam motores elétricos incluem o rebatimento elétrico do assento e o carregamento elétrico dos bancos traseiros.
Os limpadores de para-brisas são o exemplo mais comum demotor elétricoAplicações em carros modernos. Normalmente, cada carro tem pelo menos um motor para os limpadores dianteiros. Os limpadores de para-brisa traseiros estão se tornando cada vez mais populares em SUVs e carros com traseiras estilo celeiro, o que significa que limpadores traseiros e motores correspondentes estão presentes na maioria dos carros. Outro motor bombeia fluido de limpeza para o para-brisa e, em alguns carros, para os faróis, que podem ter seu próprio limpador.
Quase todos os carros possuem um ventilador que circula o ar pelo sistema de aquecimento e resfriamento; muitos veículos possuem dois ou mais ventiladores na cabine. Veículos de luxo também possuem ventiladores nos bancos para ventilação do estofamento e distribuição de calor.
No passado, as janelas eram frequentemente abertas e fechadas manualmente, mas agora os vidros elétricos são comuns. Motores ocultos são instalados em cada janela, incluindo tetos solares e vidros traseiros. Os atuadores usados nessas janelas podem ser tão simples quanto relés, mas requisitos de segurança (como detecção de obstáculos ou fixação de objetos) levam ao uso de atuadores mais inteligentes, com monitoramento de movimento e limitação da força motriz.
Com a troca do manual pelo elétrico, as travas dos carros estão se tornando mais convenientes. Os benefícios do controle motorizado incluem recursos práticos, como operação remota, e maior segurança e inteligência, como o destravamento automático após uma colisão. Ao contrário dos vidros elétricos, as travas elétricas das portas devem manter a opção de operação manual, o que afeta o design do motor e a estrutura da trava elétrica.
Indicadores em painéis ou painéis podem ter evoluído para diodos emissores de luz (LEDs) ou outros tipos de displays, mas agora todos os mostradores e indicadores utilizam pequenos motores elétricos. Outros motores na categoria de conveniência incluem recursos comuns, como retrovisores laterais rebatíveis e ajuste de posição, além de aplicações mais dinâmicas, como capotas conversíveis, pedais retráteis e divisórias de vidro entre motorista e passageiro.
Sob o capô, motores elétricos estão se tornando mais comuns em vários outros lugares. Em muitos casos, motores elétricos estão substituindo componentes mecânicos acionados por correias. Exemplos incluem ventiladores de radiador, bombas de combustível, bombas d'água e compressores. Há várias vantagens em mudar essas funções de acionamento por correia para acionamento elétrico. Uma delas é que o uso de motores de acionamento em equipamentos eletrônicos modernos é mais eficiente em termos de energia do que o uso de correias e polias, resultando em benefícios como maior eficiência de combustível, redução de peso e menores emissões. Outra vantagem é que o uso de motores elétricos em vez de correias permite mais liberdade no projeto mecânico, já que os locais de montagem de bombas e ventiladores não precisam ser limitados pela correia serpentina que deve ser fixada em cada polia.
Tendências em tecnologia de motores veiculares
Os motores elétricos são indispensáveis nos locais marcados no diagrama acima e, consequentemente, à medida que o carro se torna mais eletrônico e o progresso da direção autônoma e da inteligência é feito, os motores elétricos serão cada vez mais usados no carro, e o tipo de motores para a tração também está mudando.
Enquanto anteriormente a maioria dos motores de automóveis utilizava sistemas automotivos padrão de 12 V, os sistemas de dupla voltagem de 12 V e 48 V estão se tornando comuns, com o sistema de dupla voltagem permitindo que algumas das cargas de corrente mais altas sejam removidas da bateria de 12 V. A vantagem de usar uma fonte de alimentação de 48 V é uma redução de quatro vezes na corrente para a mesma potência, e a consequente redução no peso dos cabos e enrolamentos do motor. Aplicações com cargas de alta corrente que podem ser atualizadas para alimentação de 48 V incluem motores de partida, turbocompressores, bombas de combustível, bombas d'água e ventiladores de refrigeração. A instalação de um sistema elétrico de 48 V para esses componentes pode economizar aproximadamente 10% no consumo de combustível.
Compreendendo os tipos de motores
Diferentes aplicações exigem motores diferentes, e os motores podem ser categorizados de diversas maneiras.
1. Classificação com base na fonte de alimentação operacional - Dependendo da fonte de alimentação operacional, o motor pode ser classificado em motores CC e motores CA. Entre eles, os motores CA também são divididos em motores monofásicos e motores trifásicos.
2. De acordo com o princípio de funcionamento - de acordo com a estrutura e o princípio de funcionamento, o motor pode ser dividido em motor CC, motor assíncrono e motor síncrono. Os motores síncronos também podem ser divididos em motores síncronos de ímã permanente, motores síncronos de relutância e motores de histerese. O motor assíncrono pode ser dividido em motor de indução e motor comutador CA.
3. Classificação de acordo com o modo de partida e funcionamento - o motor de acordo com o modo de partida e funcionamento pode ser dividido em motor assíncrono monofásico de partida por capacitor, motor assíncrono monofásico de operação por capacitor, motor assíncrono monofásico de operação por capacitor e motor assíncrono monofásico de fase dividida.
4. Classificação de acordo com a utilização - Os motores elétricos podem ser divididos em motores de acionamento e motores de controle, de acordo com a sua utilização. Os motores de acionamento são divididos em ferramentas elétricas (incluindo furadeiras, polidoras, retificadoras, entalhes, cortes, alargadores e outras ferramentas) com motores elétricos, eletrodomésticos (incluindo máquinas de lavar, ventiladores elétricos, geladeiras, condicionadores de ar, gravadores, videocassetes, gravadores de vídeo, DVD players, aspiradores de pó, câmeras, secadores de cabelo, barbeadores elétricos, etc.) com motores elétricos e outras pequenas máquinas e equipamentos de uso geral (incluindo uma variedade de pequenas máquinas-ferramentas, pequenas máquinas, equipamentos médicos, instrumentos eletrônicos, etc.). Os motores de controle são divididos em motores de passo e servomotores.
5. Classificação de acordo com a estrutura do rotor - o motor de acordo com a estrutura do rotor pode ser dividido em motor de indução de gaiola (o padrão antigo é chamado de motor assíncrono de gaiola de esquilo) e motor de indução de rotor enrolado com fio (o padrão antigo é chamado de motor assíncrono de fio enrolado).
6. Classificação de acordo com a velocidade de operação - o motor de acordo com a velocidade de operação pode ser dividido em motores de alta velocidade, motores de baixa velocidade, motores de velocidade constante, motores de velocidade.
Atualmente, a maioria dos motores em aplicações automotivas utiliza motores CC com escovas, uma solução tradicional. Esses motores são simples de acionar e relativamente baratos devido à função de comutação fornecida pelas escovas. Em algumas aplicações, os motores CC sem escovas (BLDC) oferecem vantagens significativas em termos de densidade de potência, o que reduz o peso e proporciona melhor economia de combustível e menores emissões. Os fabricantes estão optando por usar motores BLDC em limpadores de para-brisa, ventiladores e bombas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) da cabine. Nessas aplicações, os motores tendem a funcionar por longos períodos, em vez de operações transitórias, como vidros elétricos ou bancos elétricos, onde a simplicidade e a relação custo-benefício dos motores com escovas continuam sendo vantajosas.
Motores elétricos adequados para veículos elétricos
A mudança de veículos com baixo consumo de combustível para veículos puramente elétricos implicará na adoção de motores elétricos no coração do carro.
O sistema de acionamento do motor é o coração de um veículo elétrico, composto por um motor, um conversor de potência, diversos sensores de detecção e uma fonte de alimentação. Motores adequados para veículos elétricos incluem: motores CC, motores CC sem escovas, motores assíncronos, motores síncronos de ímã permanente e motores de relutância chaveada.
O motor CC é um motor que converte energia elétrica CC em energia mecânica e é amplamente utilizado em arrasto de energia elétrica devido ao seu bom desempenho de regulação de velocidade. Ele também possui as características de alto torque de partida e controle relativamente simples, portanto, qualquer máquina que dê partida sob carga pesada ou exija regulação de velocidade uniforme, como grandes laminadores reversíveis, guinchos, locomotivas elétricas, bondes e assim por diante, é adequada para o uso de motores CC.
O motor CC sem escovas está em perfeita sintonia com as características de carga dos veículos elétricos, com características de alto torque em baixa velocidade, podendo fornecer um alto torque de partida para atender aos requisitos de aceleração dos veículos elétricos. Ao mesmo tempo, pode operar em baixas, médias e altas velocidades, além de possuir características de alta eficiência, apresentando alta eficiência em condições de carga leve. A desvantagem é que o motor em si é mais complexo do que um motor CA e o controlador é mais complexo do que um motor CC com escovas.
Motor assíncrono, ou seja, motor de indução, é um dispositivo no qual o rotor é colocado em um campo magnético rotativo e, sob a ação do campo magnético rotativo, obtém-se um torque rotativo, fazendo com que o rotor gire. A estrutura do motor assíncrono é simples, fácil de fabricar e manter, possui características de carga de velocidade próxima a constante e pode atender aos requisitos da maioria das máquinas de produção industrial e agrícola. No entanto, a velocidade do motor assíncrono e seu campo magnético rotativo, a velocidade síncrona, têm uma taxa de rotação fixa e, portanto, a regulação de velocidade é deficiente, não tão econômica quanto a de um motor CC e flexível. Além disso, em aplicações de alta potência e baixa velocidade, os motores assíncronos não são tão razoáveis quanto os motores síncronos.
Motor síncrono de ímã permanente é um motor síncrono que gera um campo magnético rotativo síncrono pela excitação de ímãs permanentes, que atuam como um rotor para gerar um campo magnético rotativo, e os enrolamentos do estator trifásico reagem através da armadura sob a ação do campo magnético rotativo, induzindo correntes simétricas trifásicas. O motor de ímã permanente é pequeno em tamanho, leve em peso, com pequena inércia rotativa e alta densidade de potência, o que é adequado para veículos elétricos com espaço limitado. Além disso, tem uma grande relação torque-inércia, forte capacidade de sobrecarga e um grande torque de saída, especialmente em baixas velocidades de rotação, o que é adequado para a aceleração de partida do veículo computadorizado. Portanto, os motores de ímã permanente têm sido geralmente reconhecidos pelas sessões nacionais e estrangeiras de veículos elétricos e têm sido usados em uma série de veículos elétricos. Por exemplo, a maioria dos veículos elétricos no Japão é acionada por motores de ímã permanente, que são usados no híbrido Toyota Prius.
Horário da publicação: 31/01/2024