Motores de corrente contínua síncronos de ímã permanente de baixa velocidade e alto torque marcaram presença em muitos campos devido à eliminação de mecanismos de redução mecânica, alta eficiência energética, alta confiabilidade e excelente desempenho em baixa velocidade.

As características e vantagens dos motores de corrente contínua síncronos de ímã permanente de alta torque e baixa velocidade

Suas características podem ser compreendidas a partir das quatro palavras-chave de seu nome: "baixa velocidade", "alto torque", "síncrono de ímã permanente" e "ação direta".

2.1 Ação Direta

Característica principal: O eixo de saída do motor está diretamente conectado à carga, eliminando completamente os tradicionais dispositivos mecânicos de redução e transmissão, como caixas de câmbio, correias, correntes, acoplamentos, etc.

Resultado: A estrutura do sistema é grandemente simplificada, de um sistema mecânico complexo para um simples sistema de controle eletrônico.

2.2 Baixa Velocidade & Alto Torque

Característica principal: O motor em si é projetado para operar a uma velocidade mais baixa e fornecer um enorme torque.

Resultado: Perfeitamente compatível com os requisitos de "baixa velocidade e carga pesada" de muitos dispositivos industriais, sem a necessidade de uma caixa de câmbio para "reduzir a velocidade e amplificar o torque".

2.3 Síncrono de Ímã Permanente

Característica principal: O rotor é excitado com ímãs permanentes de neodímio ferro boro de alto desempenho, e nenhuma corrente é necessária para gerar um campo magnético. A velocidade do rotor está estritamente sincronizada com a velocidade do campo magnético rotativo do estator.

Resultado: Excelente desempenho com alta eficiência, alto fator de potência e alta densidade de potência.

Com base nessas características, o motor de acionamento direto síncrono de ímã permanente de baixa velocidade e alto torque traz uma combinação de vantagens que os esquemas de acionamento tradicionais não conseguem igualar, refletindo-se principalmente nos seguintes aspectos:

3.1 Excelente eficiência energética e efeito significativo de economia de energia

Alta eficiência: Motores síncronos de ímã permanente são 3% a 10% mais eficientes do que motores assíncronos em uma ampla gama de cargas. Mais importante ainda, elimina a perda de energia do mecanismo de desaceleração (a eficiência do acionamento do redutor é tipicamente apenas 85%-95%). A eficiência total do sistema (motor + driver) pode ser 15%-30% maior do que o esquema tradicional "motor assíncrono + redutor", e o efeito de economia de energia é extremamente significativo.

Alto fator de potência: O fator de potência pode ser próximo de 1 (cosφ ≈ 0.98), muito superior ao dos motores assíncronos (tipicamente 0.8-0.89). Isso reduz a corrente reativa, diminui as perdas na linha e a carga do transformador, e às vezes gera recompensas de fator de potência do escritório de fornecimento de energia.

3.2 A estrutura é simplificada, com confiabilidade extremamente alta e custos de manutenção muito baixos

Alta confiabilidade: A eliminação de partes vulneráveis, como redutores, rolamentos e óleo lubrificante, evita fundamentalmente falhas mecânicas, como vazamento de óleo, desgaste de engrenagens, dentes quebrados, deslizamento/quebra de correias. Apenas os rolamentos do motor permanecem como os principais pontos de falha, alcançando um salto qualitativo na confiabilidade.

Sem manutenção/Mínima manutenção: Não há necessidade de substituição regular de óleo lubrificante, graxa e peças mecânicas, reduzindo significativamente a carga de trabalho de manutenção e os custos de gestão, especialmente adequado para ambientes severos (como minas, ambientes empoeirados) ou locais de difícil acesso (como grandes altitudes, subterrâneos).

3.3 Alta precisão de controle e resposta dinâmica rápida

Posicionamento de alta precisão: "acionamento direto" elimina o jogo, a deformação elástica e os erros de transmissão inerentes à transmissão por engrenagem. Com acionamentos de alto desempenho, pode alcançar precisão de posicionamento extremamente alta, precisão de repetição de posicionamento e suavidade de movimento para atender aos requisitos de controle de precisão (como mesas giratórias CNC).

Desempenho dinâmico excepcional: Resposta rápida de torque e forte capacidade de sobrecarga. O eixo do motor está acoplado diretamente à carga, o sistema tem boa rigidez, e as características de resposta dinâmica superam em muito as de sistemas com links de acionamento reduzido orgânico.

3.4 Funciona suavemente com pouco ruído e vibração

Baixo ruído: Sem o choque e o ruído da engrenagem, funciona de forma muito silenciosa, com o ruído tipicamente reduzido em mais de 10-20 dB, melhorando o ambiente de trabalho.

Baixa vibração: Pequena pulsação de torque, transmissão suave e redução dos efeitos adversos da vibração na fundação do equipamento e na qualidade da peça de trabalho sendo processada.

3.5 O sistema é compacto e flexível em layout

Economia de espaço: Embora o motor possa parecer maior por si só, o sistema de acionamento geral normalmente ocupa menos espaço e tem um volume menor devido à eliminação de redutores volumosos.

Layout flexível: O motor pode ser projetado em várias formas, como rotor interno ou rotor externo, e pode ser integrado de forma mais conveniente em equipamentos (como motores de cubo, motores de tambor) para um design inovador de estrutura mecânica.

1) Custos iniciais mais altos: O custo de compra único é geralmente maior do que a opção "motor assíncrono + redutor".

2) Alto limiar técnico: É necessária uma combinação estreita entre o design do motor e a tecnologia de controle, e demandas técnicas mais altas são impostas a designers e usuários.

3) Volume e peso: Para gerar alto torque, o diâmetro do corpo do motor é geralmente grande, e pode haver requisitos especiais para espaço de instalação e transporte.

4) Risco de desmagnetização: Ímãs permanentes estão em risco de desmagnetização em condições extremas de superaquecimento ou sobrecorrente e requerem boa gestão térmica e proteção de controle.

Em resumo, motores de acionamento direto síncronos de ímã permanente de alta torque e baixa velocidade, através do caminho técnico "elétrico-para-máquina", alcançaram uma vantagem combinada sem precedentes de alta eficiência, confiabilidade, precisão e baixa manutenção com maior complexidade elétrica e custo inicial. O custo total de propriedade (TCO) ao longo de todo o ciclo de vida é frequentemente menor, especialmente em situações onde os custos de eletricidade são altos, a manutenção é inconveniente ou o controle de alta precisão é necessário, onde as vantagens econômicas e técnicas são significativas.