Como escolher um motor BLDC adequado
Jan 08, 2024
Motores DC sem escova(BLDC) são amplamente utilizados em automação industrial, automotiva, equipamentos médicos, inteligência artificial e outras indústrias devido à sua longa vida útil, baixo ruído e alto torque. Os BLDCs vêm em uma ampla variedade de tamanhos e tipos e, na prática, nós precisa escolher o motor BLDC certo para atender aos requisitos de desempenho da aplicação. Neste blog, a SIT apresentará como escolher o motor BLDC certo para sua aplicação.
1. Selecione o tipo de motor BLDC correto
De acordo com a estrutura, os motores DC sem escova podem ser divididos em dois tipos: tipo Inrunner e tipo outrunner. Fundamentalmente, funcionam segundo o mesmo princípio, mas apresentam vantagens e limitações diferentes. Os motores Inrunner BLDC colocam o estator (elemento fixo) no exterior e o rotor (elemento rotativo) no interior, com o rotor girando dentro do estator. Os motores Outrunner BLDC têm o design oposto: o estator é colocado dentro, o rotor fica fora e o rotor externo gira em torno do estator no centro. Comparativamente falando, os motores sem escova inrunner são menores em diâmetro e mais rápidos, tornando-os mais adequados para aplicações de alta velocidade, enquanto os motores sem escova outrunner têm diâmetro maior e melhor dissipação de calor, o que facilita o uso de torque de baixa velocidade e é adequado para baixa aplicações de alta velocidade.
Dependendo de possuir ou não sensores, os motores BLDC também são divididos em motores BLDC com sensor e motores BLDC sem sensor. A escolha entre eles geralmente depende do custo. Os motores sem sensor estão sendo cada vez mais usados em aplicações como motores de velocidade variável de baixo custo, como ventiladores, compressores de refrigeradores, condicionadores de ar e ferramentas de jardim. Porém, aplicações que exigem alto torque na partida, como ferramentas elétricas como e-bikes e Pedelecs, exigem o uso de motores com sensores.
Além disso, em termos de materiais, damos prioridade aos motores BLDC de ferrite com alta eficiência, baixo preço e baixo aumento de temperatura. Motores Alnico BLDC ou motores BLDC de terras raras devem ser considerados apenas no caso de requisitos rigorosos de desempenho, tamanho pequeno e alta temperatura ambiente.
2. Principais parâmetros de desempenho para seleção do motor
Ao selecionar um motor DC sem escovas, os parâmetros são um dos fatores de seleção mais importantes. Entre eles, os três parâmetros de desempenho mais importantes são torque, velocidade e potência.
2.1 Torque
O torque do motor, em termos simples, é o tamanho da força rotacional do motor, que reflete a capacidade de carga do motor - quanto maior o torque, maior a carga que o motor pode suportar e melhor será o desempenho do motor em comparação.
Na prática, porém, precisamos considerar o torque máximo necessário para a aplicação, que pode ser obtido somando-se o torque do motor, o momento de inércia e o atrito. Além disso, existem alguns fatores adicionais que afetam o torque máximo exigido, por exemplo, a resistência do ar do entreferro, etc., que exigem uma margem de torque de pelo menos 20%.
Além do torque máximo solicitado, o torque quadrático (RMS) do motor também deve ser considerado. O RMS pode ser aproximado como o torque de saída contínuo necessário para a aplicação real. É determinado por vários fatores: torque máximo, torque de carga, momento de inércia, aceleração, desaceleração e tempo de execução.
2.2 Velocidade de rotação
A velocidade de rotação do motor está intimamente relacionada à aplicação, por exemplo, a velocidade de rotação do motor determinará diretamente a velocidade de vôo do drone. Portanto, ao selecionar um motor, o RPM é uma consideração indispensável.
A velocidade do motor é representada pelo valor KV, KV - rotações por volt, ou RPM/V, que indica quantas vezes o motor irá girar por volt. A velocidade máxima (RPM) de um motor pode ser determinada simplesmente multiplicando o valor KV pela tensão da bateria.
RPM=KV * V (tensão de alimentação)
De acordo com a fórmula, a velocidade de um motor sem escova está teoricamente linearmente relacionada à tensão. o valor KV é o valor pelo qual a RPM do motor aumenta para cada aumento de volt na tensão. Se a tensão aumentar, o motor gira mais rápido.
As e-bikes típicas giram a algumas centenas de RPMs, e os veículos elétricos vão um pouco mais alto, até alguns milhares de RPMs ou mesmo dezenas de milhares de RPMs. Se for necessária uma velocidade de saída muito baixa, é necessário considerar se deve ser combinada com uma caixa de redução e com que tipo de caixa de velocidades.
Além disso, sob algumas condições de aplicação, também precisamos considerar a faixa de ajuste de velocidade. Por exemplo, o requisito de velocidade do secador de cabelo é que a diferença entre a velocidade máxima e a velocidade média não seja grande, ou seja, a faixa de velocidade do motor seja pequena; enquanto em alguns sistemas de posicionamento ponto a ponto, como correias transportadoras e sistemas de braços robóticos, são necessários motores com grande faixa de velocidade.
2.3 Poder
A potência do motor deve ser selecionada de acordo com a potência exigida pelo maquinário de aplicação e tentar operar o motor com carga nominal. Os dois pontos a seguir devem ser observados ao selecionar
Se a potência do motor for selecionada muito pequena, isso fará com que o motor fique sobrecarregado por um longo período de tempo, o que levará aos fenômenos de aquecimento do motor, vibração, queda de velocidade, som anormal, etc. vai até ser queimado.
Se a potência do motor for selecionada muito grande, sua potência mecânica de saída não poderá ser totalmente utilizada, e o fator de potência e a eficiência não serão altos, não apenas para o usuário e a rede não são bons, mas também causam desperdício de energia.
Portanto, é muito importante escolher um motor com potência razoável de acordo com a necessidade da aplicação. Podemos escolher um motor usando a fórmula de cálculo dos valores de três parâmetros: potência, torque e velocidade.
Potência (W)=Velocidade (RPM) * Torque (Nm) / 9,55
Por exemplo, se você quiser selecionar um motor de 120W, como fazer isso? Em primeiro lugar, você pode verificar as RPM e, em seguida, verificar quanto torque a carga requer. Por exemplo, se a velocidade for 3000RPM e o torque for apenas 0,3NM, de acordo com a fórmula acima, W=RPM*NM/9.55=90, ou seja, a potência máxima é confirmada como 90W , então escolher um motor de 100 W deve ser suficiente. No entanto, se o ambiente do aplicativo for severo ou o tempo de execução contínua for maior, você poderá escolher 125W, a margem será um pouco maior e mais segura.
Além dos três parâmetros principais acima, dependendo dos requisitos da aplicação, também pode ser necessário considerar a tensão do motor, corrente, classificação à prova d'água, etc.
2.4 Tensão
A tensão nominal de um motor DC indica a tensão mais eficiente para operação. É necessário garantir que a tensão aplicada pela aplicação seja adequada à tensão nominal do motor; se a tensão for muito pequena, o motor não funcionará, enquanto muita tensão aplicada causará curto-circuito nos enrolamentos, resultando em perda de potência ou dano total ao motor.
2,5 corrente
Corrente é a potência para acionar o motor e muita corrente pode danificar o motor. Para motores CC, a corrente operacional e a corrente de bloqueio são importantes. A corrente operacional é a corrente média que se espera que o motor consuma no torque típico. A corrente de travamento aplicará torque suficiente para operar o motor em travamento ou 0 RPM.
2.6 Classificação à prova d'água
A classificação de proteção de um motor sem escova é indicada por IP mais um número; quanto maior o número, maior será a classificação à prova d'água.
3. Defina os objetivos da aplicação
Para diferentes aplicações, os motores CC sem escovas terão diferentes designs e métodos de acionamento, tornando a seleção muito complexa. Para simplificar a seleção do motor, precisamos definir os requisitos principais com base no uso do motor.
| Não | Campo de Aplicação Principal | Exemplos de aplicação | Requisitos |
| 1 | Automação industrial | Robôs industriais, grandes ventiladores de teto industriais, grandes bombas de água industriais | Alto torque de partida, estrutura simples, baixo preço, alta confiabilidade, fácil manutenção, etc. |
| 2 | Carro | Motor de acionamento, assento elétrico, vidros elétricos, espelhos elétricos, bomba de água, bomba de combustível, etc. | Velocidade ultra-alta, peso pequeno, amplo ajuste |
| 3 | Ferramenta elétrica | Furadeiras, serras circulares, retificadoras, pêndulos | Alta potência, alta velocidade, etc. |
| 4 | Equipamento de reabilitação médica | Ventiladores, camas médicas, cadeiras de rodas elétricas, cadeiras de massagem, etc. | Ampla faixa de ajuste, tamanho pequeno, longa vida, baixo ruído, etc. |
| 5 | Eletrodoméstico | Geladeira, lavadora, secadora, aspirador de pó, ventilador de teto, etc. | baixa potência, etc. |
| 6 | Produtos de cuidado pessoal | Secadores de cabelo, aparelhos de beleza, ferros de frisar. etc. | Alto nível de isolamento, baixo ruído, boa dissipação de calor, etc. |
| 7 | Ferramentas de jardim | cortadores de grama, sopradores de folhas, podadores elétricos. etc. | Alta potência e longa duração, etc. |
| 8 | outro | drones, pedicabs e máquinas de vigilância por vídeo. etc. | Depende da situação |
A seleção do BLDC é um processo de análise abrangente do sistema, que requer o equilíbrio de todos os aspectos da seleção do motor de acordo com os requisitos da aplicação. SIT é um dosFornecedores de motores BLDCna China. Contamos com uma equipe de engenharia experiente, que pode ajudá-lo a encontrar a melhor solução para suas aplicações. Se você tiver algum requisito para o motor, não hesite em nos contatar.