(1) Estrutura do motor DC sem escova
O motor CC sem escovas é composto principalmente por um rotor feito de material de ímã permanente, um estator com enrolamentos de bobina e um sensor de posição (opcional).
estator
A estrutura do estator de um motor BLDC é semelhante à de um motor de indução. Consiste em laminações de aço empilhadas com ranhuras axiais para enrolamento. Os enrolamentos em um BLDC são ligeiramente diferentes dos de um motor de indução convencional.
Normalmente, a maioria dos motores BLDC consiste em três enrolamentos do estator conectados em forma de estrela ou "Y" (sem neutro). Além disso, os enrolamentos do estator são ainda classificados em motores trapezoidais e senoidais com base na interconexão das bobinas.
Em um motor trapezoidal, tanto a corrente de acionamento quanto o EMF traseiro têm uma forma trapezoidal (senoidal no caso de um motor senoidal). Normalmente, os motores classificados em 48 V (ou menos) são usados em automóveis e robótica (carros híbridos e braços robóticos).
rotor
A parte do rotor de um motor BLDC consiste em ímãs permanentes (geralmente ímãs de liga de terras raras, como neodímio (Nd), samário cobalto (SmCo) e neodímio ferro boro (NdFeB).
Dependendo da aplicação, o número de pólos pode variar de 2 a 8, com colocação alternada de norte (N) e sul (S). O diagrama abaixo mostra três arranjos diferentes de pólos magnéticos.
(a): Os ímãs são colocados na circunferência externa do rotor.
(b): Conhecido como rotor eletromagnético embutido, no qual ímãs permanentes retangulares são embutidos no núcleo do rotor.
(c): Insira o ímã no núcleo de ferro do rotor.
Sensor de posição (sensor Hall)
Como não há escovas em um motor BLDC, a comutação é controlada eletronicamente. Para que o motor gire, os enrolamentos do estator devem ser energizados sequencialmente, e a posição do rotor (ou seja, os pólos norte e sul do rotor) deve ser conhecida para energizar precisamente um conjunto específico de enrolamentos do estator.
A posição do rotor é geralmente detectada e convertida em um sinal elétrico usando um sensor de posição, que é um sensor Hall (que funciona de acordo com o princípio do efeito Hall). A maioria dos motores BLDC usa três sensores Hall embutidos no estator para detectar a posição do rotor.
A saída do sensor hall será alta ou baixa, dependendo se o polo norte do rotor é sul ou próximo ao polo norte. Combinando os resultados dos três sensores, a sequência exata de energizações pode ser determinada.