Na última década, os motores CC sem escovas (bldcs) substituíram cada vez mais os motores CC com escovas, especialmente em aplicações em que são necessárias altas velocidades (acima de 12.000 rpm) e longa vida útil.
Mas os motores BLDC não têm todas as vantagens: os motores BLDC oferecem controle simples e sem travamento, enquanto a estrutura complexa dos motores BLDC significa custos mais altos - os motores BLDC convencionais são projetados com ranhuras, ou seja, as bobinas são enroladas nas ranhuras ao redor do estator .
Como resultado, foi desenvolvido um motor BLDC com design sem ranhuras, que possui 4 grandes vantagens sobre os motores BLDC com ranhuras convencionais.
Os motores BLDC sem ranhuras usam um design sem ranhuras. As bobinas são enroladas em uma operação externa separada e depois inseridas diretamente no entreferro durante a montagem do motor.
Em motores BLDC ranhurados, a presença de dentes estatóricos evita que o tamanho total do motor seja minimizado. Além disso, à medida que o tamanho do motor diminui, o processo de enrolamento torna-se cada vez mais difícil. Em contraste, os motores CC sem escovas sem ranhuras têm enrolamentos inclinados ou fixados axialmente em um núcleo cilíndrico do estator, facilitando a redução de tamanho.
O design sem ranhuras também apresenta vantagens de custo, pois reduz a complexidade e o núcleo do estator é mais fácil de fabricar.
Embora ambos os projetos possam operar em velocidades muito mais altas do que os motores CC com escovas, os projetos com e sem fenda têm características diferentes em altas velocidades. Para obter estabilidade mecânica em altas velocidades (de 40.000 a 60.000 rpm), os rotores sem ranhuras geralmente têm um design de ímã permanente de dois polos. Além disso, devido à existência de grande entreferro, quando o motor funciona em alta velocidade, a perda do núcleo do estator é limitada a uma faixa aceitável. Isso significa que um motor BLDC sem ranhuras se beneficia de uma estrutura de estator sem ranhuras com perdas de núcleo relativamente baixas e, portanto, alta densidade de potência.
Na verdade, nos primeiros dias do projeto do motor BLDC sem ranhuras, sua densidade de potência era menor do que a do motor com ranhuras equivalente. No entanto, o advento de ímãs permanentes de alta energia e seus dispositivos de magnetização alternativos diminuíram a lacuna de desempenho. Os motores BLDC com fenda são menos capazes de usar ímãs de alta energia devido aos dentes mais grossos necessários para aumentar a carga magnética no motor, o que tem o efeito de reduzir a área da ranhura e, portanto, a carga elétrica no motor.
Os motores BLDC com fenda podem fornecer um torque mais alto do que os projetos sem fenda porque os projetos com fenda podem lidar com temperaturas mais altas, permitindo que mais torque seja produzido. No entanto, devido à saturação do circuito magnético durante a operação de sobrecarga, o torque do motor é reduzido, e o desdentado no design sem ranhuras não possui saturação magnética, proporcionando assim uma melhor sobrecarga.
Embora os motores BLDC sem ranhuras tenham muitas vantagens sobre os bldcs padrão, em aplicações práticas, os motores BLDC sem ranhuras nem sempre são a melhor escolha. Por exemplo, os motores BLDC sem slots oferecem baixa indutância, o que representa um desafio para o controle de movimento. Se o controle de modulação por largura de pulso (pwm) for usado, uma indutância mais baixa resulta em maiores perdas do motor. Controles com frequências de comutação mais altas (80 a 100 khz) ou indutância compensada em série podem ser usados para aliviar o problema de baixa indutância.
Na verdade, diferentes tecnologias de motores BLDC são adequadas para diferentes aplicações. Os motores BLDC com fenda são adequados para aplicações como veículos elétricos ou eletrodomésticos que exigem um grande número de pólos, e o tamanho final não é um problema. Eles também são preferidos em ambientes hostis, pois as bobinas com design ranhurado são mais fáceis de proteger e retidas mecanicamente pelos dentes do estator. E para aplicações que exigem alta velocidade e tamanho pequeno, como em equipamentos médicos ou ferramentas industriais portáteis, os motores BLDC sem ranhuras são a melhor escolha, oferecendo a melhor solução.
