Motor PMSM ou BLDC: qual a diferença entre estes dois tipos de motores de ímãs?
As especificações técnicas mencionam, ora, motores "BLDC", ora motores "PMSM", e, por vezes, para motores que parecem idênticos. Isso não é coincidência: esses dois termos designam tipos muito próximos. Este guia explica o que realmente os diferencia e por que essa questão é particularmente importante para o controlador.
O essencial
- Os motores BLDC e PMSM são dois tipos de motores sem escovas de ímãs permanentes, construídos de maneira semelhante em seus princípios básicos.
- A diferença reside na forma da tensão que o motor produz ao girar: em trapézio para o BLDC, e em senóide para o PMSM.
- Um motor BLDC combina naturalmente com um controle de onda quadrada, enquanto um motor PMSM é mais adequado para um controle senoidal ou vetorial (FOC).
- Na prática, a maioria dos motores de patinetes funciona muito bem no modo FOC, independentemente da marca.
O que eles têm em comum
Os dois motores possuem:
- ímãs permanentes na parte rotativa, o rotor;
- dos enrolamentos na parte fixa, o estator, distribuídos em três fases;
- `sem escovas (brushless)`: é o controlador que comuta a corrente eletronicamente, daí o nome "brushless", que significa "sem escovas".
O motor do cubo de uma scooter é desse tipo, com uma particularidade: o rotor está localizado na parte externa. Os ímãs são colados na parte interna da roda, que gira em torno do estator fixado ao eixo. Estamos falando de um motor com rotor externo.
A verdadeira diferença: a força contraeletromotriz
Quando giramos um motor de ímãs manualmente, ele produz uma tensão em seus terminais: isso é uma dinamo. Essa tensão é chamada de força contraeletromotriz. Sua forma depende de como os enrolamentos são distribuídos e de como os ímãs são dispostos.
| BLDC | PMSM (Motor de Ímã Permanente Síncrono) | |
|---|---|---|
| Forma da tensão produzida | Trapézio (planícies e rampas) | Onda senoidal |
| Controle natural | Quadrado, seis etapas por rotação elétrica | Senoidal ou vetorial (FOC) |
| Combina-se perfeitamente com a sua forma de utilização intuitiva | Pequenas oscilações a cada troca de marcha | Muito consistente |
| Sensores típicos | Três sensores Hall são suficientes | Posicionamento preciso necessário: codificador, resolver ou estimativa |
Com um controle de onda quadrada, a corrente é enviada em incrementos em duas fases simultaneamente. Se a tensão do motor tiver a mesma forma de onda, o torque permanece quase constante: isso é o que caracteriza o sistema BLDC. Com um controle sinusoidal, a corrente varia suavemente nas três fases; se a tensão do motor também for sinusoidal, o torque é perfeitamente suave: isso é o que caracteriza o sistema PMSM.
Na realidade, a linha divisória é tênue
A maioria dos motores reais se situa entre esses dois extremos: sua tensão não é nem um trapézio perfeito, nem uma senoide pura. É por isso que o mesmo motor de scooter pode ser vendido sob um nome ou outro.
Na prática, na oficina, a maioria dos motores de cubo para scooters funciona muito bem em controle vetorial (FOC), o que os torna mais silenciosos e suaves do que quando operam em onda quadrada. A forma exata de sua tensão tem apenas um efeito secundário no resultado.
E o motor síncrono, e o motor assíncrono?
« Síncrono » significa que o rotor gira exatamente no ritmo do campo criado pelas bobinas: este é o caso dos motores de ímã, como os BLDC e PMSM. O motor assíncrono, por outro lado, não possui ímãs: o campo do rotor é induzido pelo estator, e o rotor gira um pouco mais devagar que o campo. Robusto e sem ímãs, é menos compacto para a mesma potência, e é raramente encontrado em veículos pequenos.
Ímãs na superfície ou no interior
Entre os motores PMSM, distinguem-se ainda os motores com ímãs colados na superfície do rotor (SPM) e aqueles com ímãs alojados no interior (IPM). Essa diferença altera significativamente o comportamento em alta velocidade: este é o tema do nosso guia motores IPM e SPM.
O que muda ao escolher um motor
- O nome, seja BLDC ou PMSM, é menos importante do que a tensão, a corrente suportada, o sistema de refrigeração e a constante de velocidade do motor. Consulte nosso guia sobre Kv, Kt e os polos.
- O controlador deve ser capaz de ler os sensores com os quais o motor está equipado.
- Nossos motores para scooters elétricos são motores de ímã permanente sem escovas, disponíveis em versões de Alta Velocidade e Alto Torque.
Perguntas frequentes
É possível controlar um motor BLDC em modo FOC?
Sim. O controle vetorial funciona muito bem na maioria dos motores chamados BLDC, proporcionando maior silêncio e suavidade. O torque pode apresentar pequenas oscilações se a tensão do motor estiver muito distante de uma forma senoidal, mas isso raramente é um problema.
Como posso saber se o meu motor é do tipo BLDC ou PMSM?
Ao observar a tensão entre duas fases em um osciloscópio, quando o motor é girado manualmente, uma onda senoidal regular indica um motor PMSM, enquanto plataformas indicam um motor BLDC. Na prática, quase nunca é necessário saber qual tipo de motor está presente.
Um motor de scooter é síncrono?
Sim. É um motor de ímãs permanentes, portanto, síncrono: sua velocidade de rotação está diretamente relacionada à frequência da corrente que o controlador lhe envia.