An motor elétricoÉ um dispositivo que converte energia elétrica em energia mecânica e, desde a invenção do primeiro motor elétrico por Faraday, temos conseguido viver nossas vidas sem esse dispositivo em todos os lugares.
Atualmente, os carros estão passando por uma rápida transformação, deixando de ser predominantemente mecânicos para se tornarem dispositivos movidos a eletricidade, e o uso de motores em automóveis está se tornando cada vez mais comum. Muitas pessoas podem não saber quantos motores seus carros possuem, e a introdução a seguir ajudará você a descobrir quais são os motores do seu veículo.
Aplicações de motores em carros
Para descobrir onde fica o motor no seu carro, o banco elétrico é o lugar ideal para procurá-lo. Em carros econômicos, os motores geralmente permitem o ajuste longitudinal e a inclinação do encosto. Em carros de luxo,motores elétricosÉ possível controlar o ajuste de altura, por exemplo, a reclinação do assento, o apoio lombar, o ajuste do apoio de cabeça e a firmeza do assento, entre outras funções que podem ser utilizadas sem motores elétricos. Outras funções do assento que utilizam motores elétricos incluem o rebatimento elétrico do banco e o carregamento elétrico dos bancos traseiros.
Os limpadores de para-brisa são o exemplo mais comum demotor elétricoAplicações em carros modernos. Normalmente, todo carro tem pelo menos um motor para os limpadores dianteiros. Os limpadores do vidro traseiro estão se tornando cada vez mais populares em SUVs e carros com traseira tipo "porta de celeiro", o que significa que os limpadores traseiros e os motores correspondentes estão presentes na maioria dos carros. Outro motor bombeia o fluido de lavagem 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 arrefecimento; muitos veículos têm dois ou mais ventiladores na cabine. Veículos de luxo também possuem ventiladores nos assentos para ventilação do estofamento e distribuição de calor.
Antigamente, as janelas eram frequentemente abertas e fechadas manualmente, mas hoje em dia as janelas elétricas são comuns. Motores ocultos estão alojados em cada janela, incluindo tetos solares e vidros traseiros. Os atuadores usados para essas janelas podem ser tão simples quanto relés, mas os requisitos de segurança (como a detecção de obstáculos ou o travamento de objetos) levam ao uso de atuadores mais inteligentes com monitoramento de movimento e limitação da força de acionamento.
A transição de fechaduras manuais para elétricas está tornando as travas de automóveis mais práticas. Os benefícios do controle motorizado incluem recursos convenientes, como acionamento remoto, 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 acionamento manual, o que influencia o projeto do motor e a estrutura da trava elétrica.
Os indicadores em painéis ou conjuntos de instrumentos 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 recursos que proporcionam conveniência incluem funções comuns como o rebatimento e ajuste de posição dos espelhos retrovisores laterais, bem como aplicações mais sofisticadas, como capotas conversíveis, pedais retráteis e divisórias de vidro entre o motorista e o passageiro.
Sob o capô, os motores elétricos estão se tornando cada vez mais comuns em diversos outros locais. Em muitos casos, eles estão substituindo componentes mecânicos acionados por correias. Exemplos incluem ventiladores de radiador, bombas de combustível, bombas d'água e compressores. Há várias vantagens em substituir o acionamento por correia por acionamento elétrico nesses componentes. Uma delas é que o uso de motores elétricos em equipamentos eletrônicos modernos é mais eficiente em termos de energia do que o uso de correias e polias, resultando em benefícios como maior economia de combustível, redução de peso e menores emissões. Outra vantagem é que o uso de motores elétricos, em vez de correias, permite maior liberdade no projeto mecânico, já que os locais de montagem de bombas e ventiladores não precisam ser limitados pela correia serpentina que deve ser conectada a cada polia.
Tendências na tecnologia de motores veiculares
Os motores elétricos são indispensáveis nos locais indicados no diagrama acima e, consequentemente, à medida que o carro se torna mais eletrônico e o progresso da condução autônoma e da inteligência artificial aumenta, os motores elétricos serão cada vez mais utilizados nos carros, e o tipo de motor para acionamento também está mudando.
Enquanto anteriormente a maioria dos motores de carros utilizava sistemas automotivos padrão de 12V, os sistemas de dupla voltagem de 12V e 48V estão se tornando comuns, com o sistema de dupla voltagem permitindo que algumas das cargas de alta corrente sejam removidas da bateria de 12V. A vantagem de usar uma fonte de alimentação de 48V 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 48V incluem motores de partida, turbocompressores, bombas de combustível, bombas d'água e ventiladores de refrigeração. A instalação de um sistema elétrico de 48V para esses componentes pode economizar aproximadamente 10% no consumo de combustível.
Entendendo os Tipos de Motores
Diferentes aplicações exigem diferentes motores, e os motores podem ser categorizados de diversas maneiras.
1. Classificação com base na fonte de alimentação - Dependendo da fonte de alimentação do motor, ele pode ser classificado em motores CC e motores CA. Entre eles, os motores CA também se dividem em motores monofásicos e motores trifásicos.
2. De acordo com o princípio de funcionamento – de acordo com a estrutura e o princípio de funcionamento diferentes, os motores podem ser divididos em motores CC, motores assíncronos e motores síncronos. Os motores síncronos podem ser divididos em motores síncronos de ímã permanente, motores síncronos de relutância e motores de histerese. Os motores assíncronos podem ser divididos em motores de indução e motores CA com comutador.
3. Classificação de acordo com o modo de partida e funcionamento - os motores, de acordo com o modo de partida e funcionamento, podem ser divididos em motor assíncrono monofásico com partida por capacitor, motor assíncrono monofásico com funcionamento por capacitor, motor assíncrono monofásico com partida e funcionamento por capacitor e motor assíncrono monofásico de fase dividida.
4. Classificação de acordo com o uso - os motores elétricos podem ser divididos em motores de acionamento e motores de controle de acordo com o uso. Os motores de acionamento são divididos em ferramentas elétricas (incluindo furadeiras, polidoras, esmerilhadeiras, fresadoras, cortadoras, alargadoras e outras ferramentas), eletrodomésticos (incluindo máquinas de lavar roupa, ventiladores, refrigeradores, condicionadores de ar, gravadores, videocassetes, gravadores de vídeo, leitores de DVD, aspiradores de pó, câmeras, secadores de cabelo, barbeadores elétricos, etc.) e outras máquinas e equipamentos de pequeno porte de uso geral (incluindo uma variedade de pequenas máquinas-ferramenta, máquinas de pequeno porte, 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 - os motores, de acordo com a estrutura do rotor, podem ser divididos em motor de indução de gaiola (o padrão antigo era chamado de motor assíncrono de gaiola de esquilo) e motor de indução de rotor de fio (o padrão antigo era chamado de motor assíncrono de fio).
6. Classificação de acordo com a velocidade de operação - os motores, de acordo com a velocidade de operação, podem ser divididos em motores de alta velocidade, motores de baixa velocidade, motores de velocidade constante e motores de velocidade variável.
Atualmente, a maioria dos motores em aplicações de carroceria automotiva utiliza motores CC com escovas, uma solução tradicional. Esses motores são simples de acionar e relativamente baratos devido à função de comutação proporcionada 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. Por isso, os fabricantes estão optando por usar motores BLDC em limpadores de para-brisa, ventiladores e bombas de sistemas 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 transição de veículos com baixo consumo de combustível para veículos puramente elétricos implicará uma mudança para motores elétricos no coração do automóvel.
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. Os motores adequados para veículos elétricos incluem: motores CC, motores CC sem escovas, motores assíncronos, motores síncronos de ímã permanente e motores de relutância variável.
O motor CC é um motor que converte energia elétrica CC em energia mecânica e é amplamente utilizado em tração elétrica devido ao seu bom desempenho na regulação de velocidade. Ele também possui características como alto torque de partida e controle relativamente simples; portanto, qualquer máquina que inicie sob carga pesada ou que 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 muito alinhado com as características de carga dos veículos elétricos, apresentando alto torque em baixas rotações, o que lhe permite fornecer um torque de partida elevado para atender às necessidades de aceleração. Além disso, opera em uma ampla faixa de rotações, desde baixas até altas, e possui alta eficiência, mesmo em condições de baixa carga. A desvantagem reside na maior complexidade do motor em si em comparação com um motor CA, e na complexidade do controlador em relação a um motor CC com escovas.
O motor assíncrono, também conhecido como motor de indução, é um dispositivo no qual o rotor é colocado em um campo magnético rotativo. Sob a ação desse campo magnético, um torque rotativo é gerado, fazendo com que o rotor gire. O motor assíncrono possui estrutura simples, é fácil de fabricar e manter, e apresenta características de velocidade constante sob carga, atendendo às necessidades da maioria das máquinas industriais e agrícolas. No entanto, a velocidade do motor assíncrono e a velocidade de sincronização do seu campo magnético são fixas, o que limita a regulação da velocidade e o torna menos econômico e flexível do que os motores de corrente contínua. Além disso, em aplicações de alta potência e baixa velocidade, os motores assíncronos não são tão adequados quanto os motores síncronos.
O motor síncrono de ímã permanente é um motor síncrono que gera um campo magnético rotativo síncrono pela excitação de ímãs permanentes, que atuam como rotores para gerar o campo magnético rotativo. Os enrolamentos trifásicos do estator, por sua vez, reagem através da armadura sob a ação desse campo magnético rotativo, induzindo correntes trifásicas simétricas. O motor de ímã permanente é compacto, leve, possui baixa inércia rotacional e alta densidade de potência, sendo adequado para veículos elétricos com espaço limitado. Além disso, apresenta uma alta relação torque/inércia, forte capacidade de sobrecarga e um elevado torque de saída, especialmente em baixas rotações, o que o torna ideal para a aceleração inicial de veículos elétricos. Portanto, os motores de ímã permanente são amplamente reconhecidos pelas entidades nacionais e internacionais do setor de veículos elétricos e têm sido utilizados em diversos modelos. Por exemplo, a maioria dos veículos elétricos no Japão utiliza motores de ímã permanente, como os presentes no Toyota Prius híbrido.
Data da publicação: 31 de janeiro de 2024