O que é motor PMDC?
O motor DC de ímã permanente é um tipo avançado de motor semelhante aos motores de indução. O motor PMDC utiliza o poder dos princípios eletromagnéticos para gerar torque. Como o nome indica, o Motor PMDC usa um ímã permanente para criar o campo magnético para operar o motor DC.
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Vantagens do motor PMDC
Os motores PMDC oferecem uma série de vantagens em termos de eficiência, tamanho e custo, entre outros.
Tamanho menor:Os motores PMDC são muito menores em tamanho, o que os torna adequados para uso em uma ampla gama de aplicações.
Baixos custos de fabricação:As inovações nos últimos anos reduziram consideravelmente os custos de fabricação dos motores PMDC.
Menor custo para os compradores:Os motores PMDC têm um custo mais baixo em comparação com muitos outros motores no mercado.
De facil operação:Os motores PMDC não requerem enrolamento de campo para operar.
Alta eficiência:Os motores PMDC reduzem efetivamente as correntes parasitas e as perdas de cobre no circuito de campo, proporcionando alta eficiência.
Flexibilidade:Os motores PMDC podem ser construídos para abranger qualquer tamanho e capacidade, variando de algumas frações de energia a várias unidades de potência, dependendo da aplicação.
Aplicações do Motor PMDC
Os motores PMDC são usados em diversas aplicações, desde frações até vários cavalos de potência. Eles são desenvolvidos até cerca de 200 kW para uso em diversas indústrias. Os motores PMDC são usados principalmente em automóveis para operar limpadores e lavadores de pára-brisa, para levantar as janelas inferiores, para acionar ventiladores de aquecedores e condicionadores de ar, etc. Os motores PMDC também são usados em unidades de computador. Esses tipos de motores também são utilizados nas indústrias de brinquedos. Os motores PMDC são usados em escovas de dente elétricas, aspiradores portáteis e batedeiras de alimentos. Usado em ferramentas elétricas portáteis, como furadeiras, corta-sebes, etc.
Os motores PMDC são usados em diversas aplicações residenciais e também na indústria. No caso de uso industrial, os motores PMDC podem ser desenvolvidos para entregar até 200 kW de potência. Um dos principais usos dos motores PMDC é no setor automobilístico, onde são usados para acionar limpadores de pára-brisa, vidros elétricos e ventiladores em aquecedores de carros ou unidades de ar condicionado.
Outras aplicações significativas de motores PMDC incluem:
• Brinquedos
• Unidades de computador
• Ferramentas elétricas portáteis, como furadeiras
• Geladeiras e unidades de AC
Ímãs usados em motores PMDC
Os ímãs usados nos motores PMDC vêm de três tipos de materiais:
• Ímãs de Alnicos
Alnicos apresentam alta densidade de fluxo residual e baixa intensidade de magnetização coercitiva. Conseqüentemente, eles são usados principalmente em aplicações onde uma corrente baixa é necessária em alta tensão.
• Ímãs de ferrite
Os ímãs de ferrite tendem a ter custos mais baixos e são usados em motores PMDC para aplicações sensíveis ao custo, como refrigeradores, unidades CA ou compressores.
• Ímãs de aterramento traseiros
Os ímãs de terra traseiros são compostos de neodímio-ferro-boro ou de samário-cobalto. Eles apresentam alta intensidade de magnetização coercitiva e alto fluxo residual. Esses ímãs não sofrem problemas de desmagnetização devido às reações da armadura.
Os materiais do ímã de aterramento traseiro tendem a ser bastante caros. Dentro destes, o neodímio ferro boro custa menos que o samário-cobalto e também pode suportar altas temperaturas. Os ímãs de aterramento traseiros são usados em motores PMDC para aplicações sensíveis ao tamanho, incluindo automóveis, servo-drives industriais e em grandes motores industriais.
Por que usar um motor PMDC?
Como um motor CA, um motor de ímã permanente usa eletromagnetismo para gerar torque. Os motores PMDC possuem ímãs permanentes no estator que fornecem o campo magnético necessário para fazê-lo funcionar. Esta é uma alternativa ao motor DC tradicional com ou sem escovas, onde o campo magnético é criado nos enrolamentos do estator. Como os ímãs são fixados em um motor de ímã permanente, não é possível controlar externamente a intensidade do campo magnético. Isso significa que é provável que você encontre motores PMDC em aplicações onde a velocidade não precisa ser controlada. Dito isto, o controle pode ser alcançado controlando a tensão da armadura, portanto eles não são necessariamente excluídos do uso em indústrias onde a velocidade e o torque precisam variar. Eles são uma excelente escolha para produtos nas indústrias de lazer e saúde porque os motores PMDC oferecem um rendimento impressionante e são de alto desempenho, apesar de serem geralmente menores que outros motores.
Os motores PMDC são geralmente menores que outros motores, mas isso não significa que sejam menos úteis. Na verdade, eles são perfeitos para pequenas aplicações, como limpadores de para-brisa, aparelhos de ar condicionado e até escovas de dente elétricas. Isso também ajuda na portabilidade, facilitando o transporte global.
Os motores de ímã permanente podem ser usados em uma variedade de indústrias porque podem ser projetados para atender a diversas necessidades, como tamanho e potência. É tão provável que você encontre um motor PMDC em uma unidade de computador quanto em um brinquedo de criança.
Como outros motores DC, os motores PMDC têm alta potência de partida, tornando-os perfeitos para uma variedade de indústrias. Apesar de uma velocidade mais baixa, estes motores ainda são muito confiáveis e, quando combinados com uma de nossas caixas de engrenagens, criam a solução definitiva em motores redutores.
Devido ao seu tamanho menor e à falta de enrolamentos de campo, os motores PMDC são uma opção confiável e mais barata para sua aplicação.
Princípio de funcionamento do motor PMDC
Não há muita diferença entre o princípio básico de funcionamento do motor PMDC. Quando um condutor elétrico é introduzido no campo magnético, o condutor sofre uma força mecânica. A direção desta força é governada pela regra da mão esquerda de Fleming.
No caso do motor PMDC, a armadura é colocada dentro do campo magnético criado pelos ímãs permanentes colocados dentro do estator. A armadura irá então girar de acordo com a força gerada. A armadura possui vários condutores, cada um dos quais experimenta a força que é então convertida em torque, fazendo com que a armadura gire.
Normalmente, o motor PMDC opera com alimentação de 6 V, 12 V ou 24 Volts DC, que pode ser fornecida por retificadores ou baterias. O torque é gerado pela interação entre os condutores axiais do rotor que transportam corrente e o fluxo magnético produzido pelo ímã permanente.
A posição entre os estatores e a armadura pode ser reduzida à medida que a armadura gira devido ao torque criado por um campo magnético. A mudança de posição pode reverter o torque em uma rotação de 90-graus. O comutador ajustado ao eixo do rotor do motor PMDC mantém o torque atuando no rotor.
A alimentação de corrente para o estator é ativada pelo comutador. Isso ajuda a manter um ângulo constante de 90-graus entre dois campos. Como o fluxo de corrente é frequentemente ativado entre os enrolamentos, como as torções do rotor, a corrente dentro de cada enrolamento do estator está realmente sendo trocada a uma frequência comparativa ao número de pólos magnéticos do motor, bem como à velocidade.
Componentes de um motor PMDC
Um motor PMDC possui dois componentes principais:
1. Estator
O estator é a parte externa do motor PMDC que constitui sua carcaça. Os ímãs são montados no lado interno do estator de forma que os pólos Norte e Sul dos ímãs fiquem alternadamente voltados para a armadura. Além de alojar os ímãs, o estator também serve como caminho de retorno de baixa relutância para o fluxo magnético. Caso os ímãs percam de alguma forma sua potência, uma bobina de campo adicional é fornecida para compensar o mesmo.
2. Armadura
A armadura é a parte móvel do motor PMDC que consiste em enrolamento, núcleo e comutador e se conecta ao eixo de saída do motor. Em outros motores, o rotor gera seu próprio campo magnético usando uma fonte de energia CC ou indução. Em outros casos, é simplesmente constituído por um metal ferromagnético. Os motores PMDC, entretanto, apresentam um mecanismo diferente.
O núcleo da armadura consiste em laminações de chapas de aço com fenda circular e isoladas com verniz. As folhas de vedação funcionam para reduzir a perda de correntes parasitas no rotor.
A armadura compreende ranhuras contendo o enrolamento da armadura. O comutador da armadura será alimentado com corrente pelas escovas. Em seguida, ele converterá energia elétrica em movimento. A armadura é alimentada conectando os terminais das escovas à alimentação CC.
O motor PMDC é considerado um motor síncrono porque os ímãs dentro do motor são capazes de atingir velocidades iguais à corrente de excitação.
Como usar um motor PMDC em circuitos eletrônicos?
Os motores PMDC são os dispositivos mais convenientes em uso, que podem converter energia elétrica em energia mecânica. Os motores elétricos convertem a energia elétrica em movimento rotacional que pode então ser facilmente convertido em qualquer tipo de movimento mecânico, como mover um braço robótico, mover uma agulha em uma máquina de costura, etc. Os motores PMDC são especialmente úteis porque são muito fáceis de controlar, produzem muita energia e vêm em vários tamanhos, formatos e classificações de tensão. Quando usado com circuitos elétricos ou eletrônicos deve-se ter cuidado com certas coisas como consumo de corrente, torque, RPM etc.
CARGA ou MOMENTO DE INÉRCIA
Cada massa no universo possui inércia. A inércia é a resistência de um corpo contra sua mudança de posição, velocidade, etc. Os corpos em rotação também possuem uma espécie de inércia chamada momento de inércia. O momento de inércia pode ser considerado como a carga rotacional ou a massa equivalente no movimento linear. No caso de um braço robótico, a carga rotacional é a soma da força de atrito, peso do braço, etc.
TORQUE E CORRENTE
O torque de um motor PMDC é a força rotacional que ele deve gerar para acelerar uma carga fixada em seu eixo até uma velocidade de rotação necessária. No caso de um motor PMDC, o corpo giratório pode ser qualquer coisa como um braço robótico, rodas de um carro de brinquedo, etc. Se o motor estiver funcionando com o corpo giratório na velocidade necessária, pode-se dizer que o motor está gerando torque suficiente como requerido.
A relação entre o torque e a carga é mostrada na seguinte equação:
TORQUE=CARGA * ACELERAÇÃO ANGULAR
Se o torque for representado por 'T', a carga for representada por 'L' e a aceleração angular como 'A', então a equação acima pode ser reescrita como
T = L * A
Quando um motor acelera uma carga 'L' de 0 RPM para uma RPM constante em 't'segundos, então o torque gerado pode ser encontrado como
T=( ( L * RPM ) / t ) * ( 60 / 2pi )
O torque é na verdade um tipo de força cujo valor aumenta à medida que aumenta a distância do centro de rotação.
O raio de uma roda está marcado na figura e a força necessária para girá-la também está marcada em vermelho. Esta roda tem seu próprio peso e pode haver peso de um veículo aumentando se a roda estiver presa a um. Agora, o torque necessário para girar a roda pode ser calculado usando a seguinte relação,
T=FD
Onde,
T é o torque necessário,
F é a quantidade de força que deve ser aplicada e
D é a distância do centro do eixo até o ponto onde o torque é medido, no caso de uma roda como a mostrada na figura acima a distância é o raio da própria roda.
Portanto, simplesmente aumentando o diâmetro da roda, o torque pode ser aumentado. A unidade do torque é Newton Metro (Nm)
O torque 'T' que um motor PMDC gera para girar um corpo e a corrente 'I' que consome ao mesmo tempo tem uma relação linear. O valor do torque e da corrente consumida é sempre proporcional entre si e a constante de proporcionalidade é chamada de constante de torque KT.
Nossa fábrica
Sunroad Motor Co., Ltd foi fundada em 1986 e está profundamente envolvida em motores DC há mais de 30 anos. É um fabricante profissional de motores DC e um centro de tecnologia de engenharia de micro motores certificado e confiável. Para atender às necessidades dos clientes e do mercado, a empresa investiu 20 milhões de yuans em 2000 para estabelecer uma moderna fábrica em Ningbo com uma área de 22.000 metros quadrados. Estabelecemos uma equipe de produção, pesquisa e desenvolvimento e gestão de 160 pessoas. Nossa equipe madura de pesquisa e desenvolvimento e equipamentos profissionais de teste e pesquisa e desenvolvimento nos permitem projetar e desenvolver produtos de forma independente, de acordo com as necessidades do cliente. Equipamentos de automação profissional melhoram muito nossa capacidade de produção para atender às necessidades de pedidos de clientes nacionais e estrangeiros.
Guia de perguntas frequentes definitivo para motor PMDC
P: Qual é o motor PMDC?
P: Qual é a diferença entre PMDC e motor DC normal?
P: Onde os motores PMDC são usados?
P: Como funciona um motor de partida de ímã permanente?
P: O motor PMDC pode gerar eletricidade?
P: Quais são os dois tipos de motores PMDC?
P: Por que usar um motor PMDC?
P: 8. Quais são os benefícios do PMDC?
P: Quais são as duas vantagens dos motores PMDC?
P: Quais são as limitações dos motores PMDC?
P: Um motor PMDC é mais eficiente?
P: Por que os motores PMDC são melhores que os motores de indução?
P: Qual é a diferença entre o motor PMDC e PMSM?
P: O que é motor PMDC?
P: Qual é a expectativa de vida de um motor PMDC?
P: Como operar um motor PMDC?
P: Como podemos controlar a velocidade do motor PMDC?
P: Um motor PMDC pode funcionar com CA?
P: Os motores de ímã permanente são CA ou CC?
P: Quais são as aplicações dos motores PMDC?
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