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sexta-feira, 4 de junho de 2021

Motores DC BRUSHLESS x BRUSHED: Quando e Porque Escolher um em Vez do Outro

 Qual a diferença entre um motor BRUSHLESS e um motor BRUSHED?

Nos últimos 10 anos, Motores brushless tornaram-se a resposta quando alguém pergunta sobre poderosos modelos RC. Embora a tecnologia seja superior, não é necessariamente a resposta para todas as situações. Temos como objetivo apresentar o conceito de Motores RC Brushless em um nível básico, explicando as principais diferenças e oferecendo exemplos de uso.




No RC, motores sem escovas(brushless) se referem ao design do motor no modelo. Se um modelo de motor não for rotulado como “brushless”, é normal presumir que é um motor básico com escova(Brushed).

Os motores Brushless e Brushed usam enrolamentos de bobina 'carregados' para atrair e repelir ímãs permanentes de polarização fixa e criar uma força de rotação.

Motores escovados usam uma chave de contato rotativa com as escovas chamada de comutador ou coletor para reverter periodicamente a direção da corrente na bobina, alternando aquele lado da armadura para atrair ou repelir os ímãs fixos no motor. Este comutador está diretamente em contato com as escovas e faz a ligação de cada bobina no núcleo de ferro(induzido) é daí que vem o nome BRUSHED ou ESCOVADO. O diagrama acima mostra um motor DC escovado em ação. Observe o contato das escovas cor azul claro e verde ao redor do comutador ou coletor no eixo central do induzido de cor de cobre, alterando a polarização de carga nos enrolamentos da armadura a medida em que gira.


Como você pode ver no diagrama acima, os motores sem escova se diferem no design visto que não existe o contato das escovas com o induzido. Muitos possuem os ímãs fixos ao eixo e as bobinas instaladas na armadura do motor. Sem comutador, um controlador é obrigatório e necessário para alternar a corrente e assim acionar o motor. A maioria dos motores sem escova de carros RC opera dessa maneira, exigindo um ESC(Eletronic Speed Control – Controlador Eletrônico de Velocidade) inteligente externo para operar o motor.

Como posso Identificar um Modelo RC com Motor sem escova(Brushless)?

Além de selecionar 'brushless' na pesquisa ou apenas ler a descrição do motor ao navegar em lojas na web, o sinal revelador de um modelo com motor brushless são os três ou mais fios que vão do ESC até o motor, caso você identifique apenas dois fios saindo do motor, conforme mostrado abaixo, esse será um motor comum escovado, ou seja, BRUSHED.

Enquanto em um motor com escova normalmente há um fio positivo vermelho e um negativo preto conectado (como visto na foto acima), os motores sem escova contam com o ESC para alternar os sinais de energia enviados por esses três fios.

O que é S, T e Kv mostrados nos Motores?

T(Turns) - Os motores RC são normalmente listados junto com seu número de 'voltas' da fiação no núcleo de ferro(bobina) definido como TURN (T). O limite de Voltagem suportado pelo Motor definido pelo S(Células) e pela quantidade de GIROS máximos identificados pelo Kv(Giros por Volts)

Você irá identificar como 35T – um motor que possui 35 voltas(turns), 50T – um motor que possui 50 voltas(turns) e assim por diante.

S(Células) - Se um motor indicar que seu limite de voltagem é 3S em baterias de LiPo, por exemplo, isso significa que sua capacidade é de até 11,1volts, visto que cada célula da bateria de LiPo é capaz de armazenar 3,7v nominais, então uma bateria de 1S(uma célula) tem 3,7v, uma bateria de 2S(duas células) tem 2 x 3,7v = 7,4v, e assim por diante ((3S (3 células) tem 3 x 3,7v = 11,1v) 4S = 14,8v, 5S = 18,5v, 6S = 22,2v).

Kv(RPM por Volt) - ajudam a explicar o número de rotações teóricas que você pode esperar ao inserir 1 volt de potência em um motor, também conhecido como RPM por volt. Quanto maior o número Kv, mais rápido o motor pode potencialmente girar. A principal conclusão é que este é o valor de descarga, que apenas fornece sugestões aproximadas da capacidade de giro da unidade.

Como regra geral, os motores com mais voltas têm torque mais alto e menos RPM(rotações por minuto), portanto, as unidades '55T' são adequadas para Automodelos RC Crawler, por exemplo. Os motores com menos voltas têm menos torque, mas mais RPM, então os motores '15T'(15 voltas na bobina) são frequentemente instalados em modelos OnRoad e OffRoad de Velocidade, como Buggies, GT e GP, além de outros modelos de velocidade.

Então podemos concluir que um motor 55T 1200Kv de 3s(11,1v) é um motor que possui 55 voltas de fiação na bobina e que gira 1.200 x 11,1v = 13.320RPM.


Devo comprar um Modelo RC BRUSHLESS?

Os entusiastas sem dúvida estarão pulando para cima e para baixo gritando SIM SIM SIM SIM SIM neste ponto, mas vamos olhar para as vantagens e desvantagens da tecnologia, para você escolher a que melhor lhe cabe:

Vantagens Brushless

Eficiente: resultando em um tempo de utilização muito mais longo e, muitas vezes, com menos geração de calor.
Velocidades muito mais altas: graças ao atrito reduzido a quase zero e a entrega de torque eficiente, possui uma faixa de velocidade mais ampla.
Desgaste muito reduzido: além de verificar os rolamentos, os motores sem escovas requerem manutenção mínima, não há escovas para se desgastar.

Desvantagens Brushless

Custo: devido à complexidade e ao hardware de suporte resultante, eles custam bem mais caros.

Complexidade: requer controlador de velocidade mais avançado e mais sensível

Cogging: sem entrar em grandes detalhes a respeito da intensidade de torque necessária para girar motores escovados, este fenômeno se manifesta como uma sensação de salto entre os polos e pode afetar a aceleração inicial.

Considere suas necessidades

Se você gosta de Pilotar um Crawler RC (como o Traxxas Defender) em velocidades baixas e controladas, uma configuração RC com motor escovado de alto torque é o suficiente. Eles também são ideais para crianças que procuram um sistema robusto e facilmente controlável. Alternativamente, se você deseja um modelo de alta velocidade e alta potência, como um modelo de velocidade para competições, onde a programação ESC pode ser ajustada, uma configuração Brushless será melhor para você.

 

Observe que além do Motor e do ESC, muitos fabricantes também selecionam componentes como rolamentos e eixos de transmissão que podem lidar com a saída do 'coração potente' de um motor BRUSHLESS. Portanto, não é incomum obter um carro que se parece muito com seu irmão escovado mais barato, mas tem a vantagem adicional de ser totalmente atualizado e modernizado.

Motores mais potentes requerem baterias mais potentes

Lembre-se de que, para obter o máximo de um motor brushless, você provavelmente acabará comprando baterias mais caras para atender a necessidade do motor, com alta energia e alta taxa de explosão (descarga).

Acabam então que estes requerem equipamentos mais complicados e caros para carregar, equalizar, usar e armazenar com segurança. O uso incorreto dessas células de baterias LiPo, pode resultar em danos terminais, ou se elas de alguma forma forem abusadas a ponto de serem perfuradas, um incêndio pode ocorrer. Não é recomendado que crianças manuseiem esses tipos de baterias sem supervisão de um adulto, mas isso é ainda mais importante ao lidar com células LiPo extremamente potentes, quanto mais potência mais perigosas se tornam.


Por: Marco Daher







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