Google News - Top Stories

quinta-feira, 26 de dezembro de 2013

Cadê o (nosso) Plano de Mobilidade Urbana?

#Cadê o (nosso) Plano de Mobilidade Urbana?
Aqui você pode acompanhar como anda o planejamento da mobilidade nas capitais brasileiras, encontrar documentos referentes ao processo e ainda cobrar dos governantes que os planos sejam feitos de forma participativa e atendendo aos interesses da população.
Para ver como está a elaboração do Plano de Mobilidade Urbana da sua cidade e cobrar os prefeitos, clique no linque abaixo da imagem para ir ao site do greenpeace.org.

domingo, 22 de dezembro de 2013

A Interação Entre Veículos Elétricos Plug-in, Geração Distribuída e Energia Renovável

Desde de, pelo menos o ano de 2010, porque o setor de transporte é um dos contribuintes de maior e de mais rápido crescimento da demanda de energia e, em virtude do efeito de iniciativas de empreendimentos pioneiros ao redor do mundo, que têm feito a integração de acionamento elétrico para veículos de passageiros aumentar dramaticamente, têm possibilitado vislumbrar cenários em que ocorra uma alta penetração do emprego de veículos elétricos Plug-in, lembrando que, os VEs denominados “Plug-in”, são todos aqueles que, sendo eles híbridos ou puramente elétricos, possuem um conector elétrico pelo qual eles são conectados à rede de energia elétrica para carregamento de suas baterias.

A consequente oferta de benefícios socioeconômicos e ambientais possibilitada pela substituição dos veículos de combustão interna convencional, e a poluição do ar urbano e emissão de gases de efeito estufa a eles associada, pelos VEs Plug-in, como o de reduzir a dependência do consumo de petróleo pelo setor de transportes, reduzir as emissões nocivas para o ambiente de CO2, SOx, NOx e por maneiras de melhorar a eficiência de conversão entre formas de energia, todas as autoridades de transporte e de energia dos países mais desenvolvidos, como por exemplo Japão, EUA e boa parte da Europa, tem estado em contínua preocupação no que concerne a tais prováveis cenários.

Dadas tais referidas prestações, uma das maiores preocupações que os críticos alertaram é que os VEs Plug-in poderiam colocar demasiada pressão sobre as redes de energia elétrica já tensas. A preocupação é que os Plug-ins, tornando-se populares, podem não parecer ser uma boa maneira de se reduzir o consumo de gasolina, se milhões de proprietários de automóveis recarregarem seus carros às três da tarde em um dia quente, fazendo deixar de funcionar a rede elétrica. Especialmente a carga descontrolada poderia levar a problemas de rede em escala local.

Algumas questões centrais são:

A já existente infraestruturas de sistemas de potência elétrica e a engenharia de sistemas de potência estariam prontos para abastecimento elétrico das novas frotas de VEs Plug-in no futuro previsível?

Tal forma de abastecimento efetivamente estaria nos livrando daquilo que muitos desejam se livrar: da dependência de petróleo e outros combustíveis fósseis, mais corretamente, combustíveis minerais não renováveis (obviamente não renováveis no ritmo da necessidade de consumo pelo setor de transportes e mobilidade humana que ora se apresenta), ou mesmo dos chamados biocombustíveis, provenientes de biomassa renovável, como por exemplo o etanol, que no Brasil têm substituído parte os combustíveis derivados de petróleo e gás natural na geração de energia, e cuja a produção é por meio do plantio e processamento da cana-de-açúcar?

Note que, especificamente no caso brasileiro, os biocombustíveis são produzidos com a flagrante desvantagem de interferir na produção de gêneros alimentícios, devido a necessidade de grande aumento na produção de cana-de-açúcar e com a consequente redução nas lavouras alimentares e, dessa forma, aumentando o preço dos alimento e, ainda, de modo lamentável, fazendo uso de métodos de colheita que envolvem a prévia queima, ao ar livre, da palha nas lavouras.

A verdade é que é difícil dizer alguma coisa a respeito de se um sistema de energia elétrica será capaz de assumir o aumento da carga de VEs Plug-in, sem que ele tenha que ser ampliado, atualizado ou modificado, sem que se olhe para cada caso, em cada país, a condição da infraestrutura que já se encontra instalada e, principalmente, a que tipo matriz energética cada caso remete.

Também é interessante considerar o fato de que VEs Plug-in serão uma carga quando eles estiverem se carregando, consumindo corrente elétrica da rede, mas que, de uma forma atraente, os VEs Plug-in, a partir do ponto de vista do funcionamento da rede elétrica podem servir, também, como recursos de armazenamento de energia, para fornecer energia de reserva adicional em situações de contingência. Os VEs Plug-in têm sido concebidos sob o requerimento de poderem ser capazes de suportar o sistema de energia de várias maneiras, tais como a de interagir com a geração, sob a demanda de pico de consumo, como reserva circulante e reguladora.

É aqui que entra o conceito de “Energia Distribuída”, ou, mais apropriadamente a geração distribuída de energia, também denominada por muitos outros termos, tais como: geração local, geração dispersa, a geração integrada, geração descentralizada, energia descentralizada, energia distribuída ou energia de distrito, que considera gerar eletricidade a partir de muitas fontes de energia de pequeno porte, interligadas.

A maioria dos países geram eletricidade em grandes instalações centralizadas, tais como combustíveis fósseis (alimentadas a carvão ou gás), grandes usinas de energia solar, nucleares, ou, como é o caso do Brasil, usinas hidrelétricas. Estas plantas têm excelentes economias de escala, mas geralmente transmitem eletricidade a longas distâncias e podem afetar negativamente o meio ambiente.

A geração distribuída permite a coleta de energia de diversas fontes e pode causar mais baixos impactos ambientais e melhorar a segurança do abastecimento e, se bem utilizados, os VEs Plug-in podem vir a cooperar com isso.

Os VEs Plug-in nos Sistemas de Energia e a Energia Renovável:


Como destacado na seção anterior, os VEs Plug-in têm o potencial para contribuir para reduzir as emissões ambientais do setor de transportes. No entanto, é notório que eles poderão colocar, para muitos países, em maior ou menor grau, novos desafios para sistema de energia elétrica, especialmente no sistema de distribuição de energia, onde os veículos estão diretamente ligados. Esta seção destacará os desafios e efeitos.

A figura a seguir, extraída e adaptada de uma dissertação de mestrado de alunos do Departamento de Energia e Meio Ambiente da Divisão de Engenharia de Energia Elétrica da Universidade de Tecnologia Chalmers, Göteborg, Suécia, de 2010, mostra os possíveis efeitos de VEs Plug-in sobre os sistemas de energia.

Ela classifica os problemas em diferentes níveis, ou seja, ao nível da matriz energética e da geração de energia, além de aos níveis de ambos: o do sistema de distribuição e do sistema de transmissão de energia elétrica. A questão-chave que está sendo feita hoje é a forma como o sistema de energia verá o aumento em suas cargas totais, quando um elevado nível de VEs Plug-in sejam utilizados em um futuro próximo.

Repare que a figura considera, corretamente, que os VEs Plug-in estarão ligados ao sistema de distribuição de baixa tensão, mas, cujos grandes efeitos, devem ser considerados, também, sobre os níveis do sistema de geração e os níveis do sistema de transmissão. É importante notar que, como já foi apregoado em outros artigos anteriores deste blog, que isso será algo, em grande parte, dependente dos hábitos de carregamento que serão praticados pelos futuros usuários de VEs Plug-in.

  
Também é preciso ficar claro para o leitor não acostumado com o tema de energia quanto a questão da matriz energética. Para atender suas necessidades de energia, cada país já usa, atualmente, a energia de que dispõe em diferentes proporções. A proporção de eletricidade distribuída por um fornecedor de energia, por exemplo, é gerada a partir de diversas fontes disponíveis, tais como carvão, gás natural, petróleo, nuclear, hidrelétrica, eólica ou geotérmica: isto é o que chamamos de matriz energética e que, hoje em dia, difere bastante de país para país e que, para continuar a se desenvolver preservando o meio ambiente, a humanidade tem a necessidade de buscar diversificar e atualizar, cada vez mais, a sua matriz energética para fontes renováveis disponíveis.

Para cada região ou país, a composição da matriz energética depende de:
  • Disponibilidade de recursos utilizáveis no seu território ou a possibilidade de importar estes;
  • A extensão e a natureza das necessidades de energia a serem atendidas;
  • O contexto econômico, social, ambiental e geopolítico da região ou país;
  • As escolhas políticas que são resultantes do acima.
As necessidades energéticas da humanidade são continuamente crescente e, desde a Revolução Industrial, o desenvolvimento das sociedades tem sido largamente baseado no uso de combustíveis fósseis (petróleo, gás e carvão). Em 2009, mais de 80% da energia primária consumida no mundo veio de combustíveis fósseis, classe de recursos poluentes e não renováveis, que ocupa, ainda, o primeiro lugar no mix de energia global.

Dai deriva-se, ainda, outros conceitos correlatos importantes, especialmente no caso do Brasil, como é caso da Cogeração (Geração Combinada de Eletricidade e Calor), que se aplica, principalmente, à cadeia sucroalcooleira, no processamento da cana-de-açúcar, onde ocorre alta de manda de energia térmica, mecânica e elétrica. Após a extração do caldo, é possível queimar o bagaço obtido em caldeiras, produzindo vapor que deve ser utilizado para obter as três fontes de energia.

É importante ressaltar que, do total da energia contida na planta de cana-de-açúcar, o álcool responde por cerca de um terço, estando o restante distribuído entre o bagaço, os ponteiros e a palhada. Logo, a cogeração movimenta uma cadeia energética com potencial de, pelo menos, dobrar a energia obtida pela produção do álcool. Assim, numa visão holística, geração combinada consiste, na prática de se buscar maximizar tanto a eficiência dos processos de transformação e conversão de energia, quanto no máximo aproveitamento da fonte de energia processada.

Quanto aos veículos de passageiros novos, hoje já temos em circulação, desde veículos híbridos convencionais (não Plug-in), que têm pacotes de baterias relativamente pequenos, passando por VEs híbridos Plug-in a bateria, que permitem que uma parte da energia do veículo seja derivada da rede elétrica, e seguindo pelos VEs elétricos puros a bateria, VEs plug-in que dependem inteiramente da rede elétrica, além de, embora ainda seja uma tecnologia bastante cara, VEs a base de células de combustível, capazes de gerar eletricidade de forma limpa através de uma célula de combustível embarcada.

De qualquer modo, muitos observam que a transição para o vantajoso acionamento elétrico completo, para os veículos de passageiro, parece ser inevitável, pois, o acionamento elétrico oferece benefícios de desempenho substanciais aos veículos, incluindo o aumento da eficiência, melhores características de torque e de potência, maior densidade de potência, levando a avanços na arquitetura do veículo para a segurança e conforto, ruído reduzido e poucas partes móveis para maior confiabilidade.

Com os veículos utilizando mais acionamento elétrico, as fontes de energia tradicionais de geração elétrica e as fontes de energia de transporte tendem a se tornar muito mais interligadas.

Os VEs híbridos ou puros, conhecidos coletivamente como VEs Plug-in, exigem conexão direta com a rede elétrica, em níveis crescentes, proporcional à quilometragem percorrida por eles, abrindo portas para permitir que o transporte utilize, ainda mais, uma ampla gama de fontes de energia disponíveis anteriormente apenas para dispositivos de energia estacionários, além das tradicionais formas de transporte coletiva de passageiros, como os trens e os troleibus.

Da mesma forma, os veículos movidos a hidrogênio (célula de combustível) exigirão as mesmas fontes de energia, como a geração de energia elétrica, por exemplo, para produzir o hidrogênio, gerando-o, seja a partir de reforma de gás natural, da gaseificação do carvão, ou eletrólise da água, utilizando, de qualquer forma, qualquer fonte de energia elétrica.

Como resultado disso e, como a sociedade tem como objetivo reduzir as emissões de gases de efeito estufa, melhorar a qualidade do ar urbano e fornecer recursos de energia seguros, é imperativo que as futuras tecnologias de veículos e geração de energia elétrica sejam avaliadas, ambas, como um paralelo, como um sistema integrado e, os desafios que existem pela frente, variarão muito de país para país, em função da matriz energética já existente, com vantagens consideráveis para países como o Brasil, que já possuem uma matriz energética fortemente calcada em hidro geração de energia elétrica.

A Interação entre Veículos Elétricos Plug-in e o Sistema Elétricos Locais e Interligado:

Uma vez que VEs Plug-in são conectados aos sistemas de energia elétrica ao nível do sistema de distribuição de energia de baixa tensão, ou seja, para os lados do usuário final, eles poderão, obviamente, resultar em mudanças nos perfis de carga dos sistemas, que por sua vez resultam em mudanças na combinação de geração de energia, mudanças nos preços de energia elétrica, bem como o nível de emissão de CO2 da produção de energia.

Quanto a prática dos futuros usuários dos VEs Plug-in, se os utilizadores de veículos ficarem livres para carregar os seus carros a qualquer hora que eles queiram (carga descontrolada), pode-se facilmente supor que eles ligarão os seus VEs à rede elétrica em momentos de pico de carga do sistema. Neste caso, os VEs Plug-in farão aumentar ainda mais tais picos de carga do sistema, que necessitarão de capacidade de geração (e transmissão) adicional.

Assim, um total redimensionamento da capacidade de pico de carga para o sistema de alimentação pode ser necessário, se o carregamento de VEs Plug-in for deixado sem controle. Por outro lado, se o carregamento controlado for utilizado, ou seja, se os motoristas puderem ser coordenados a carregar nos momentos quando o excesso de eletricidade renovável é gerado, o que significa que dispositivos de controle de carregamento sigam programações horárias diárias, como, por exemplo, priorizando a operação entre 23:00 Hs e 06:00 Hs. Neste caso, o perfil de carga do sistema será melhorado, de forma semelhante ao efeito de uma medida de gestão com "enchimento vale" do lado da procura, o que significa que a utilização do sistema é otimizada e, o que é ainda melhor, sem a necessidade de redimensionamento.

Potenciais problemas com o sistema de distribuição incluem a sobrecarga de alimentadores de distribuição, quando muitos VEs Plug-in estiverem carregando, ao mesmo tempo e na mesma área. A sobrecarga de alimentadores está, normalmente, associado também com uma considerável queda de tensão ao longo dos alimentadores, o que faz com que a tensão nos terminais finais se torne menor do que a tensão mínima aceitável. Isto, fatalmente, levará a necessidade de atualizar as subestações, mais cedo do que o esperado, por causa do carregamento deles, além de, também poder haver a necessidade de alterar ou modificar os sistemas de proteção existentes.

Carregamento em momentos de excesso de oferta, por sua vez reduz a necessidade de carregar durante os horários de pico, todavia, obviamente, nem sempre, em todos os casos, o carregamento de VEs Plug-in poderá ser feito, estritamente, na faixa de horário imaginado acima. Principalmente nos casos em que eles se encontrem em estradas, seguindo por grandes percursos, eles precisarão de recarga em horários diversos, e preferencialmente, de recarga imediata (recarga rápida) mas, nos casos de utilização cotidiana em meio urbano, deve ocorrer a prioridade para o carregamento doméstico, seguindo a programação de horários que forem vantajosos.

Outro fator a considerar é que, normalmente, até o presente momento da história, num sistema de distribuição típico, o fluxo de energia costuma ser unidirecional, ou seja, a partir da rede de média tensão para a rede de baixa tensão. No entanto, quando os VEs Plug-in funcionarem como armazenadores de energia, podendo injetar corrente elétrica na rede, tecnologia que é conhecida como V2G (vehicle-to-grid), o fluxo de energia bidirecional terá lugar, dentro de uma determinada área. Portanto, o ajuste de relés, tanto no nível baixa tensão, quanto de média tensão, pode precisar ser alterado, pois eles podem falhar, em condições normais de trabalho, quando a energia for fornecida a partir do nível da baixa tensão para o nível da média tensão.

Dependendo do projeto do sistema de carregamento, se o carregamento é monofásico ou trifásico, o desequilíbrio de carga pode ocorrer com o carregamento monofásico, se as distribuições de VEs Plug-in entre as fases forem muito desiguais. Isso vale para ambos os sentidos de fluxo (VEs Plug-in como carga ou como armazenadores) e, uma revisão mais completa dos efeitos de deles sobre os sistemas de energia pode se tornar necessário.

Postos de abastecimento rápido localizados em rodovias, para operar o carregamento de vários VEs Plug-in de modo simultâneo, poderão estar associados a fontes pré-armazenadoras de energia locais (bancos de baterias específicos para este fim) e, estes, ligados diretamente a rede de média tensão trifásica, de modo muito vantajoso para os fins da operação de sistemas de geração distribuída. (Veja também: 
Sistema de Armazenamento Intermediário Visando Rede Pública de Abastecimento de Veículo Elétrico é Pesquisado pela Itaipu Binacional)

A tecnologia do futuro que permite que a energia do veículo abasteça a rede elétrica, podem permitir que os veículos sirvam como fontes de eletricidade despachável, que podem ser invocadas no momento certo, conforme necessário e em tempos de baixa produção renovável. No entanto, a tecnologia, a economia e a atração de empreendimentos para a V2G ainda é incerto, e provavelmente há vários anos (ou mesmo décadas) de implementação, mesmo em um cenário de melhor caso, dada a necessária coordenação entre os consumidores, fabricantes de automóveis e concessionárias.

Como você se sentiria, por exemplo, ao encontrar a bateria do seu VE apenas parcialmente carregada, quando você esperaria encontrá-la plenamente carregada, ainda mais sabendo que aquela parte de energia faltante foi tomada de volta, pelo sistema elétrico? Isso sem contar a questão dos valores envolvidos nesta transação de compra e venda, complicados ainda mais com a questão de Tarifação Horo Sazonal, um sistema em que o preço das tarifas é diferenciado para os diferentes horários do dia (ponta e fora de ponta), com preços diferenciados, e períodos do ano (seco e úmido), uma vez que dependemos de hidroelétricas.

Para melhor entender este sistema de tarifação algumas definições são necessárias:

Horário de Ponta – Corresponde ao intervalo de 3 (três) horas consecutivas, definido pela concessionária, compreendido entre 17 e 22 horas, de segunda a sexta-feira.

Horário Fora de Ponta – Corresponde às horas complementares às 3 (três) horas relativas ao horário de ponta, acrescido do total de horas dos sábados e domingos.

Período Seco – Compreende o intervalo situado entre os fornecimentos abrangidos pelas leituras dos meses de maio a novembro de cada ano.

Período Úmido – Compreende o intervalo situado entre os fornecimentos abrangidos pelas leituras dos meses de dezembro de um ano a abril do ano seguinte.

Os VEs Plug-in também podem ser usados como dispositivos de carga programada, com base em mecanismos existentes entre concessionárias e clientes. Durante eventuais pico de demanda carga (por exemplo, em dias de verão quente em que ocorre elevado uso de condicionador de ar), ou durante os períodos de baixa geração de energia renovável (por exemplo, quando o vento não está soprando, onde haja geração eólica) as concessionárias podem reduzir a carga, ou fornecem mais energia. Os métodos atuais para a redução da carga incluem acordos contratuais em que os consumidores concordam, por exemplo, em desligar o ar-condicionado ou interromper as operações industriais, quando dirigido pela concessionária. Em troca, os clientes recebem incentivos monetários.

Em função disso, casas e empresas estão sendo adaptados com "Medidores Inteligentes" (Smart Meters) em muitos mercados ao redor do mundo que podem acessar informações de taxa em tempo real fornecidas pelas concessionárias e se comunicar com aparelhos. Os consumidores terão então a oportunidade de pré-programar esses aparelhos para executar somente quando eles são econômicos.

Ao controlar as taxas, a concessionária, em última análise, controla carga. Um VEs Plug-in poderia interagir com as concessionárias do mesmo modo, permitindo que ela forneça um certo controle sobre quando o veículo é carregado. Na verdade, os sistemas já integrados aos atuais VEs Plug-in podem permitir isso com muito mais facilidade do que o que há nas casas. Vale lembrar que muitas das funções de controle do Nissan Leaf, por exemplo, inclusive o início de carregamento, podem ser comandadas, e a leitura de vários parâmetros acessadas, via um telefone celular.

No futuro, estratégias V2G podem permitir que a energia armazenada a bordo dos VEs Plug-in forneça energia à rede se o veículo for ligado a ela, se uma medição inteligente adequada é estabelecida, e, principalmente, se as concessionárias e os proprietários dos VEs concordam com prazos e preços, mesmo que a real necessidade de utilizar a energia armazenada nos VEs Plug-in para satisfazer os picos de carga seja algo raro, provavelmente da ordem de apenas algumas horas ao longo de cada ano, como mostrado na figura a seguir, que representa o exemplo do estado norte-americano da Califórnia.


Os problemas e soluções, acima mencionados, no entanto, dependem das características especificas das redes elétricas em questão, do número de VEs Plug-in distribuído nas áreas abrangidas, os tipos e os tempos de carregamento, e assim por diante, o que remete a necessidade de se fazer uma pesquisa mais específica, a fim de responder a questões específicas relacionadas com cada rede. Em suma, é dessas pesquisas específicas que nascem as necessidades de controle, das quais as efetivas implementações implicam em resultar se o emprego massivo dos VEs Plug-in poderá atenuar ou agravar severamente o impacto das intermitências e horo sazonalidade inerentes aos sistemas elétricos.

quinta-feira, 19 de dezembro de 2013

Máquinas Elétricas de Imãs Permanentes (Máquinas Elétricas CC Sem Escovas e Sem Ranhuras) - Parte 2/2


Máquinas de Imãs permanentes podem ser subclassificadas conforme as suas estruturas construtivas principais que, basicamente, podem ser duas: Maquinas de Imãs Permanentes de Fluxo Radial e Máquina de Imã Permanente de Fluxo Axial.

Máquinas de Fluxo Radial e Axial em forma de Múltiplos Estágios
Do ponto de vista da complexidade pelo número de elementos agregados à máquina, ambas (máquinas de fluxo radial e axial), podem ser construídas de várias maneiras: da forma estator e rotor únicos, ou de várias combinações de forma de múltiplos estatores e / ou de múltiplo rotores.

Máquinas de Ímãs Permanentes de Fluxo Radial:


Máquina Síncrona de Ímãs Permanentes de Fluxo Radial
(com indicações de direção de fluxo e corrente).
Máquinas Síncronas de ímãs permanentes de Fluxo Radial são as máquinas de ímãs permanentes mais convencionais. Elas são amplamente utilizadas para aplicações de acionamento direto diversas.

A figura ao lado mostra duas vistas de uma máquina com as direções dos fluxos magnéticos e da corrente assinalados. O fluxo magnético flui radialmente na máquina enquanto a corrente flui na direção axial.

Máquinas de Imãs Permanentes de Fluxo Radial são as mais fáceis e mais baratas de fabricar dentre as máquinas de imãs permanentes, pois elas são as mais comumente utilizadas e seus estatores são semelhantes aos das máquinas de indução convencionais. No entanto, elas são muito maiores do que as máquinas de fluxo axial e fluxo transversal, em termos de peso ativo e, obviamente maior comprimento axial.

Diferentes configurações possíveis de Máquinas Imãs Permanentes de Fluxo Radial são descritos abaixo. Podemos classificar estes motores como tendo cinco tipos principais com base na estruturação da montagem dos Ímãs Permanentes nos rotores:
  • Imãs permanentes Montados em Superfície em Máquina com Rotor Interno;
  • Imãs Permanentes Montados em Superfície em Máquina com Rotor Externo;
  • Imãs Permanentes Montados por Inserção (Incrustados);
  • Imãs Permanentes Embutidos (Arranjados em Forma de V);
  • Imãs Permanentes Embutidos Tangencialmente Magnetizados.


Máquina com Rotor Interno de Imãs Permanentes Montados em Superfície:


Seção transversal de um motor com rotor interno de ímãs permanentes
montados em superfície (mostrando um par de polos).
Nestas máquinas, os ímãs permanentes são colocados na superfície do rotor, como mostrado na figura. Na verdade, esta é a configuração mais comumente utilizada.

A vantagem principal de uma máquina de ímãs permanentes montada em superfície é a sua simplicidade e, consequentemente, o seu custo de construção mais baixos em comparação com outras máquinas de ímãs permanentes.

A principal desvantagem é a exposição dos ímãs permanentes aos campos de desmagnetização. Além disso, os ímãs ficam sujeitos a forças centrífugas que aumentam com a velocidade de rotação, que pode causar a sua separação (descolagem) a partir do rotor.

A principal aplicação de acionamento direto da máquina rotor interno de ímã permanente montado em superfície é a propulsão de navios, tal como a forma da máquina (pequeno diâmetro, comprimento grande) se adapta às exigências das embarcações. Geradores ímã permanente montado em superfície também têm sido utilizados nas primeiras turbinas eólicas acionadas diretamente.

Máquina com Rotor Externo de Imãs Permanentes Montados em Superfície:


A máquina consiste num estator bobinado estacionário, localizado no centro da máquina, enquanto que os ímãs estão montados ao longo da circunferência interior do rotor.

Algumas das vantagens desta configuração são as seguintes:

Seção transversal de um motor com rotor externo de ímãs permanentes
montados em superfície (mostrando um par de polos).
  • O diâmetro do rotor é maior do que para as máquinas de fluxo radiais convencionais, o que permite um maior número de polos;
  • Durante a rotação do rotor externo, as forças centrífugas exercer uma pressão sobre os ímãs permanentes, tornando a sua separação mais improvável;
  • É uma estrutura bem-adaptada para aplicação em turbinas eólicas, de modo que o concentrador que sustém as pás da máquina eólica pode ser fixado diretamente ao rotor exterior. Geradores de rotor externo são comumente usados em turbinas eólicas de pequeno porte (até 30 kW).

Máquinas de ímãs Permanentes Montados por Inserção (Incrustados):


Seção transversal de um motor com rotor de ímãs Permanentes
Montados por Inserção (incrustados, mostrando um par de polos).
Tal qual as máquinas de ímãs permanentes montados em superfície, as máquinas de ímãs permanentes inseridos tem ímãs permanentes montados (incrustados) sobre a superfície do rotor.

No entanto, os espaços vagos entre os ímãs permanentes são parcialmente enchidos com ferro, como mostrado na figura. Esta configuração é chamada de máquina de ímãs permanentes inseridos.

O ferro entre os ímãs permanentes cria uma saliência e dá um torque de relutância para além do torque dos magnetos. As máquinas de ímãs permanentes inseridos são mais adequadas para aplicações de acionamento direto de alta velocidade, apesar do torque de relutância sobre o desempenho da máquina comparado aos projetos de máquinas de ímãs permanentes montados em superfície.

Máquinas de ímãs Permanentes Montados Embutidos:


Outra maneira de colocar os ímãs permanentes no rotor é embuti-los no interior da laminação do rotor. Uma vantagem das configurações da máquina de ímãs permanentes embutidos em comparação com as máquinas de ímãs permanentes de superfície é a possibilidade de concentrar o fluxo gerado pelos magnetos permanentes do rotor e, assim, alcançar densidades de fluxo mais elevadas no entreferro.

Além disso, os ímãs permanentes embutidos estão bem protegidos contra desmagnetização, contra o estresse mecânico e descolamento.

Muitas possibilidades diferentes para a colocação dos ímãs permanentes embutidos no rotor são concebíveis. Por exemplo, duas configurações são descritas abaixo.

Máquina de ímãs Permanentes Montados Embutidos (Arranjados em forma de V):


Nesta configuração (ver figura), dois magnetos permanentes por polo são colocados num determinado ângulo em um arranjo sob a forma de um "V". Entre as extremidades dos magnetos permanentes em forma de V e o no entreferro, existem duas pontes de ferro.

Seção transversal de um motor com rotor de ímãs Permanentes
Montados Embutidos (mostrando um par de polos).
A principal desvantagem de rotores com ímãs Permanentes em forma de V embutidos é a presença das pontes de ferro.

Com a espessura mínima das pontes sendo determinada por restrições mecânicas, existe uma grande parte das fugas do fluxo dos ímãs permanentes através dessas pontes, em vez de atravessar o entreferro e contribuir para o torque.

Além disso, o rotor em forma de V não é muito facilmente adaptado para números elevados de polos: quanto maior o número de polos, menor o espaço disponível para cada ímãs permanentes e tanto menor é o ângulo entre os dois ímãs em forma de V.

Portanto, o ferro entre os ímãs permanentes pode facilmente ficar saturado se o ângulo for muito pequeno. Outra desvantagem da configuração de ímãs permanentes em forma de V é o elevado número de ímãs permanentes, o que aumenta o custo de produção.

Ainda assim, podemos encontrar dessas máquinas com ímãs Permanentes em forma de V operando como motores síncronos em aplicações de indústria de papel e celulose, até 45 kW.

Máquina de ímãs Permanentes Tangencialmente Magnetizados:


Seção transversal de um motor com rotor de ímãs permanentes,
tangencialmente magnetizados (mostrando um par de polos).
Nesta segunda configuração de ímãs permanentes embutidos (ver figura), conhecido como tangencialmente magnetizado de ímãs permanentes, o rotor é composto de diferentes peças de ferro e permanente ímãs que estão fixadas juntos em volta de um eixo não-ferromagnético (com um eixo ferromagnético, uma grande parte do fluxo gerado pelos magnetos permanentes vazaria através do eixo).

O motor de ímãs permanentes tangencialmente magnetizados tem o inconveniente de que muitas peças de ferro e ímãs permanentes têm de ser manipulados quando o número de polos é elevado. Por isso, podem surgir algumas dificuldades de produção.

No entanto, este motor não conter nenhuma ponte de ferro em comparação com a configuração com ímãs permanentes em forma de V e, assim, a fuga de fluxo é muito reduzida.

A concepção de uma máquina e ímãs permanentes tangencialmente magnetizados é uma das quais o emprego mais tem crescido.

Máquinas de ímãs Permanentes de Fluxo Axial:


Máquinas de ímãs permanentes do tipo de fluxo axial (de discos) experimentaram interesses crescentes nas duas últimas décadas. Nos anos 90 foram sendo cada vez mais utilizadas em ambos, aplicações militares e comerciais, e, na última década, começaram a ser implementas em aplicações de tração de veículos elétricos, como uma alternativa para as máquinas de fluxo radiais convencionais.


Máquina de Ímãs Permanentes de Fluxo Axial (com indicações
 de direção de fluxo e correntes).
Máquinas de Fluxo Axial tem algumas vantagens distintas sobre Máquinas de Fluxo Radial, em primeiro lugar, porque elas podem ser concebidas para ter uma relação potência / peso mais elevada, resultando em menos material do núcleo e uma maior eficiência. Em segundo lugar, elas são menores em tamanho do que os seus homólogos de fluxo radial e tem forma de disco do rotor e do estator estruturas.

Esta é uma característica importante das máquinas de fluxo axial, porque a forma e tamanho adequados, para corresponder à limitação de espaço, é crucial para algumas aplicações, tais como a dos veículos elétricos. Em terceiro lugar, elas têm entreferros planares e ajustável, e as máquinas de fluxo radial não. Além disso, a direção principal do fluxo no entreferro pode ser variada e muitas topologias discretas podem ser derivadas.

Máquinas de fluxo axial são classificados com base na estrutura do rotor. Eles são, de uma forma especial, denominadas:

  • Máquina de Indução de Fluxo Axial, se a estrutura de rotor é uma gaiola de esquilo;
  • Máquina de Fluxo Axial de ímãs Permanentes Montado em Superfície, se o rotor é formado por ímãs permanentes montados em superfície;
  • Máquina de ímãs Permanentes de Fluxo Axial Interior, se o rotor possui uma estrutura de ímã interior.

Inicialmente, o foco estará na Máquina de Fluxo Axial de ímãs Permanentes Montado em Superfície, olhando para suas diferentes configurações de rotor e de estator, e posteriormente uma breve visão sobre a Máquina de Ímãs Permanentes de topologia YASA.


Máquina de Ímãs Permanentes, de fluxo axial, com a estrutura de
rotor único e estator único
A estrutura básica de fluxo axial, e a mais simples é a única estrutura de um único rotor e único estator, como é vista na figura. O estator é composto de um tipo de anel de enrolamento embutido em material similar a epóxi e a um disco de ferro, que é fabricado a partir de um núcleo de ferro ranhurado a fita simples. O rotor é formado a partir de um disco de aço sólido no qual os ímãs são incorporados.

A Máquina de Fluxo Axial forma estruturas de discos finos com as maiores porções produtoras de torque efetivo. Como consequência, o torque, por unidade de volume e de torque por unidade de peso são, ambos, significativamente melhor do que nas Máquinas de Fluxo Radial.

O principal obstáculo a ultrapassar em projetos de máquinas de fluxo axial, incluindo nessa estrutura de estágio único é a grande força axial exercida sobre o estator pelos magnetos do rotor. Esta força de ímã poderia torcer a estrutura com muita facilidade. A força axial é menos grave se os dentes do estator são removidos uma vez que esta força é exercida sobre o ferro, e não sobre os enrolamentos de cobre.

Máquinas de Fluxo Axial Torus:


Máquinas Torus caracterizam-se por apresentar em sua constituição uma configuração com um único estator bobinado ensanduichado entre dois rotores de ímãs permanentes em forma de discos.

A Máquina de Fluxo Axial Torus Não Ranhurada (sem ranhuras no estator, também denominada Torus-NS, do inglês Non-Sloted)) é uma típica estrutura de máquina de ímãs permanentes de fluxo axial, do tipo disco, de Duplo Rotor e de estator único, no caso, estator sem ranhuras (Torus NS ou Nonp-Sloted).

Muita atenção deve ser dada a esta nomenclatura, pois, como veremos mais adiante, o termo “NS” pode acabar sendo confundido com maneiras de se combinar a disposição dos polos dos imãs do rotor da máquina (magnetos NS - que alinha polos opostos, Norte com Sul), o que não é o caso aqui, sendo que NS, significa, mesmo, ESTATOR NÃO RANHURADO.

Motor de Fluxo Axial de Ímãs Permanentes montados em superfície,
tipo Torus,  Não-Ranhurado (Torus-NS (Non-Sloted))
Uma versão idealizada da estrutura da máquina é mostrado na figura a seguir. A máquina tem um único estator ensanduichado entre dois discos de rotor de ímãs permanentes.

O estator da máquina, é realizado por um núcleo de formato toroidal, que pode ser feito a partir de metal magnético suave, com enrolamento feito de condutor em fita finas, enrolados em torno do núcleo do estator, no qual toda a extensão da circunferência do núcleo é enrolado de tal maneira que cada espira se encaixa perfeitamente na espira anterior, formando múltiplos enrolamentos idênticos, que são concatenados e separados por um espaçamento de ar, numa conexão encadeada, na qual o fim de um enrolamento é conectado ao início do seu subsequente (back-to-back connection).

A estrutura de rotor é formada por um núcleo do rotor em forma de anel de superfície plana, onde os ímãs permanentes de NdFeB são montados e o eixo é passado pelo orifício central. Os dois rotores em forma de disco sustêm, os ímãs permanentes de NdFeB axialmente magnetizados, que são montados, sobre as superfícies do lado interior de ambos os discos do rotor. Vistas detalhadas da estrutura do estator e estrutura do rotor são apresentados na figura a seguir. As porções ativas de condutores são as porções radiais dos enrolamentos do núcleo toroidal do estator que faceiam as duas estruturas de rotor.

Diferentes tipos de máquinas de ímãs permanentes de Fluxo Axial de topologia de múltiplos rotores e / ou estatores existem, mas a topologia que é mais comumente estudada é da Máquina de Torus NS (estator não ranhurado).


(a) Estrutura do estator da máquina de TORUS Sem Ranhuras (TORUS-NS),
com enrolamentos espaçados por ar;
 (b) Estrutura do rotor da máquina Torus
A topologia TORUS sem ranhuras tem como uma característica uma alta potência em relação ao peso em devido ao seu elevado torque em relação ao peso, por causa do seu comprimento axial curto.

As porções do intervalo de ar entre os enrolamentos são assumidos como sendo preenchidos com resina epóxi, como é comumente feito em todas as estruturas não ranhuradas, a fim de aumentar a robustez e proporcionar um melhor condutor de dissipação de calor.

Os enrolamentos são bastante curtos, o que resulta em tornar a perda de cobre da máquina Torus-NS menor, com maior eficiência e a transferência de calor do condutor mais fácil.

O intervalo de ar não-ranhuradas dos enrolamentos fornece valores mais baixos de fugas e indutâncias mútuas. Efeitos que seriam normalmente resultados das ranhuras tais como: ondulação do fluxo, o torque de retenção (cogging torque) 1 , perdas em frequência elevada no rotor, e saturação nos dentes do estator são todos eliminados e esta característica conduz a uma máquina de baixo ruído.

Mais ainda, o efeito de desmagnetização dos ímãs é muito pequeno devido ao grande entreferro efetivo, uma vez que consegue uma elevada densidade de fluxo no entreferro, utilizar os ímãs de NdFeB não é um problema. Em adição, uma outra característica importante desta máquina é que a autoindutância é menor.

Entretanto, devemos tomar o cuidado em observar que, como nessa máquina o estator é colocado entre os dois rotores externos, que estão rigidamente ligados ao eixo mecânico, os ímãs permanentes que são colocados ao longo de cada rotor, quando ambos os rotores são agregados ao conjunto da máquina, teremos cada imã de um rotor estando face a face com um imã do outro do outro rotor, mesmo com estator separando-os, eles interagem entre si, definindo a conformação do fluxo de campo.

Assim, existem duas maneiras de se combinar a disposição dos ímãs entre os dois rotores do conjunto da máquina:

  • Com os ímãs faceando em Polaridades Magnéticas Opostas, com um ímã de polo Norte de um rotor ficando de frente para um ímã de polo Norte do outro rotor (consequentemente, polo Sul com polo Sul);
  • Com os ímãs faceando em Polaridades Magnéticas Coincidentes, com um ímã de polo Norte de um rotor ficando de frente para um ímã de polo Sul do outro rotor (consequentemente, polo Sul com polo Norte).

A máquina Torus de estator não ranhurada, Torus-NS (Non Sloted), se enquadra apenas no primeiro caso, ou seja, do ponto de vista do alinhamento dos ímãs dos rotores, a máquina Torus-NS alinha polos iguais entre os dois rotores (Norte com Norte) e, com isso, dizemos que ela é uma máquina de Topologia Magnética NN (Norte com Norte).

Já, quando os rotores são alinhados de modo facear pólos opostos entre os ímãs entre os dois rotores (Norte com Sul), dizemos que esta é uma máquina de Topologia Magnética NS (Norte com Sul). Todavia, a Topologia Magnética NS (que alinha polos opostos, Norte com Sul), exige, inexoravelmente, uma estrutura ranhurada de estator (estator não pode ser sem ranhura), ou seja, ela é uma máquina de fluxo axial Torus-S (Sloted).

Por sua vez, a máquina de Topologia Magnética NN (polos iguais, Norte com Norte), pode ser construída tanto sem ranhuras (Torus-NS), quanto com ranhuras (Torus-S).

Melhor do que palavras para explicar estes acrônimos, os quais verdadeiramente podem criar uma certa confusão, melhor é um diagrama que apresente os três tipos de máquinas resultantes:


O que essa três máquina TORUS tem em comum é que elas são formadas por um único estator e dois discos de rotor com ìmãs permanentes montado na superfície, enquanto que, as principais diferenças entre essas três topologias Torus são o arranjo de combinação de polaridades dos ímãs entre os rotores (Magnetos NN alinha polaridades magnéticas iguais, enquanto que, Magnetos NS alinha polaridades magnéticas opostas), assim com a disposição dos enrolamentos do estator (Torus-S o estator é ranhurado, enquanto que Torus-NS o estator é sem ranhuras), bem como a espessura da armação de suporte do estator (Torus de Magnetos NN são mais espessas que Torus de Magnetos NS).

Os principais benefícios das máquinas Torus são:
  • O estator pode ser sem ranhuras. O estator não ranhurado, tem enrolamentos de fase “toroidalmente” enrolados, com o final de enrolamentos curtos, o que melhora a eficiência da máquina e densidade de potência.
  • A máquina é leve, compacta, e com um comprimento axial curto;
  • A operação provê uma boa ventilação e refrigeração dos enrolamentos do estator;
  • Ausência de ranhuras e grande entreferro eficaz, o que leva a um torque de retenção desprezível, reduzidas perdas de alta frequência e também a um baixo ruído acústico;
  • Já, para cumprir os requisitos de alta velocidade, como é o caso desejado para aplicações de tração de Veículos Elétricos, a máquina pode ser fornecida com um estator ranhurado, para melhorar a capacidade de enfraquecimento de campo da máquina.
  • Com a possibilidade de empilhar, juntos, muitos discos de estator e rotor, através da montagem de várias máquinas alinhadas no mesmo eixo, arranjos mais complexos podem ser implementados (topologia de máquina de fluxo axial Multiestágio), o que resulta em uma maior superfície de entreferro eficaz.


Máquinas Torus Com Estator Ranhurado (Torus-S):


Entre as diferentes configurações de motores de fluxo axial, as configuração de duplo rotores laterais (Torus), são as que têm melhores e mais variadas aplicações. Assim, os motores de fluxo axial são projetados tanto com estatores ranhurados, quanto sem ranhura. No entanto, a configuração com ranhura (Torus-S (Slotted)) têm maiores densidades de torque e de energia, do que as não ranhuradas.

Como em máquinas Torus com estator ranhurado (Torus-S) podemos ter qualquer um dos dois tipos de combinação de alinhamento de polaridade magnética dos ímãs (tanto Magnetos NN quanto Magnetos NS), isso tornas essas máquinas ideais para um estudo comparativo entre estes casos.

Muito embora a disposição dos ímãs na superfície interna dos rotores também tenham efeito sobre o caminho de fluxo principal do rotor ou do estator da máquina, tal qual as possíveis configurações de enrolamentos do estator, comparativamente, entre as máquinas Torus (ranhurada (S) e não-ranhurada (NS)), não existe diferença significativa na estrutura dos rotores.

Em ambos os casos dessas topologias Torus, o fluxo principal escoará, igualmente, tanto axialmente, através do estator, quanto circunferencialmente, na armação de suporte do estator. Todavia, o alinhamento dos polos magnéticos entre os ímãs dos rotores, quando eles são fixados ao eixo da máquina Torus-S pode ser tanto igual, quanto diferente da Torus-NS, pois os dois casos de combinações de polos existem na topologia ranhurada Torus-S.

Na máquina Torus ranhurada (Torus-S) de Magnetos NN, ímãs de polos iguais estão alinhados entre si, em cada um dos rotores e, na máquina Torus ranhurada (Torus-S) de Magnetos NS, ímãs de polos opostos estão alinhados entre si, em cada um dos rotores.

Já, com respeito à estruturação dos estatores, as duas máquinas (Torus-S NN e Torus-S NS) são consideravelmente diferentes entre si, tanto na espessura da armação de suporte do estator, quanto na disposição de enrolamento.

Para a estrutura Norte-Norte (NN), o estator tem uma estrutura de aço ranhurada, com os enrolamentos de fase enrolados em torno do núcleo do estator, concatenados nas ranhuras, uniformemente distribuído, conectados em cadeia, dando voltas finais curtas, em ambas direções, axial e radial da máquina. Os enrolamentos na direção radial são usados para a produção de torque.

Nessa estrutura, as perdas no cobre são reduzidas devido aos enrolamentos finais muito curtos. Mas, uma vez que o fluxo principal tem que fluir circunferencialmente, ao longo do núcleo do estator, uma armação de suporte do estator, espessa, é necessária, o que, por sua vez, aumenta as perdas no ferro, bem como os comprimentos de fim do enrolamento.

Para a estrutura do Norte-Sul (NS), o fluxo principal flui, apenas, axialmente, passando pelos entreferros e atravessando o estator, pelo que, em princípio, a estrutura não necessita de uma armação de suporte do estator ferromagnética (a armação de suporte do estator é eliminada ou reduzida, significativamente, em comparação com o Torus-S NN).

Isto diminui as perdas no ferro, mas, por outro lado, enrolamentos de bobinas sucessivas que se sobrepõem umas às outras (lap winding) precisam ser utilizados, para que a máquina seja capaz de produzir torque. Isto aumenta o comprimento dos finais de enrolamento finais, o que mais uma vez aumenta as perdas no cobre.

Comparando as máquinas de estrutura ranhurada NS e NN, também o diâmetro externo da máquina com a estrutura NS é aumentada. Como conclusão, a estrutura NN tem menores perdas no cobre e um diâmetro externo menor, mas as perdas de ferro são mais elevados, e um comprimento axial maior.

A imagem 3D de ambas as máquinas, o Torus-S NN tipo e Torus-S tipo NS são exibidos na figura a seguir:


           
Modelos Conceituais de Máquinas Torus Ranhurada – Tipos por Alinhamento dos Polos dos Magnetos:              
(a) do Tipo NN                                                                          (b) do Tipo NS

A estrutura da máquina Torus-S do tipo NN, a sua disposição de enrolamentos e a direção do fluxo ao longo de um pare de polos, são mostrados na figura seguinte, em (a).

Uma estrutura com enrolamentos alojados ranhurada é utilizada nesta topologia. Uma estrutura com enrolamentos alojados em ranhuras é aquele no qual os enrolamentos são enrolados em torno da periferia do estator, em muito da mesma maneira que o de enrolamentos de um toroide. A corrente em cada enrolamento do estator flui na direção inversa em cada uma das ranhuras do estator que abraçam cada lado de um enrolamento.

Já, a máquina Torus-S do tipo NS é um outro tipo de máquina de torus, como mencionado anteriormente e uma seção abrangendo dois polos dessa máquina é ilustrado na figura seguinte, em (b). A corrente do estator flui no mesmo sentido em cada uma das ranhuras do estator face a face, a fim de criar torque.

Uma das diferenças básicas entre as máquinas Torus do Tipo NN e do Tipo NS é o caminho e a direção do fluxo magnético, como mostrado nas figuras a seguir:

Seção de um par de polos da máquina TORUS-S, com aspecto do seu diâmetro médio e indicações de direções de fluxo

(a) Máquina Torus-S Tipo NN                                                      (b) Máquina Torus-S Tipo NS

Na estrutura Torus-S do tipo NN, ímã permanente de Polo N orienta o fluxo magnético a sair no núcleo do rotor, atravessar o entreferro, deslocando-se circularmente ao longo do núcleo do estator (não atravessa o estator) e, em seguida, voltar para o núcleo de rotor através do ímã permanente de polo S, como se vê na figura em (a). O fluxo da máquina Torus-NS (não ranhurada), obedece a esse mesmo esquema, uma vez que ela é, igualmente, também uma estrutura de magnetos NN (ímãs de polos iguais estão alinhados entre si, em cada um dos rotores).

Na estrutura Torus-S do tipo NS, o ímã permanente de polo N orienta o fluxo magnético a sair do núcleo de um de rotores rotor e, através do entreferro, entrar no núcleo do estator, deslocando-se axialmente (não circunferencial) ao longo do núcleo do estator, atravessando o segundo entreferro e entrando núcleo do outro rotor, capturado pelo ímã permanentes de polo S, e fechando o seu caminho saindo através do ímã permanente de polo N deste segundo rotor, passando novamente, axialmente, pelo estator e entrando pelo ímã permanente de polo N do primeiro rotor, como visto na figura, em (b).

Os caminhos dos fluxos magnéticos de ambas as topologias de máquinas Torus podem ser vistos também, na figura 3D a seguir:

      
(a) Máquina Torus (ambos, S ou N-S) Tipo NN                                (b) Máquina Torus ambos, S ou N-S) Tipo NS

As estruturas físicas do estator e do rotor das máquinas são exatamente as mesmas, exceto a espessura da armação de suporte do estator e disposição dos enrolamentos.

Ao contrário da Torus tipo NN, a Torus tipo NS não requer qualquer ponte de ferro no estator, uma vez que o fluxo principal viaja axialmente. Esta característica implica em um aumento na densidade de potência e eficiência, e numa redução na espessura do estator e de eventuais perdas no ferro.

No entanto, quando usando bobinas enroladas na estrutura Torus NS, resulta em enrolamentos de comprimento maior e de maior final de enrolamento, o que implica maior diâmetro externo, com consequentes perdas no cobre mais elevadas e redução da eficiência e da densidade de potência.

Além disso, para ambos os tipos de máquina (NN e NS) a fim de criar o caminho de fluxo adequado, os ímãs voltados um para o outro em cada rotor devem ser polos N e N ou polos S e S em máquina Torus tipo e NN, e polos N e S ou polos S e N em máquina Torus tipo NS. Por conseguinte, a direção da corrente nos enrolamentos do estator tem de ser alternada de maneira adequada, de modo a criar o torque.

Com base nas estruturas dos magnetos de seus rotores, os vários tipos de motores de ímã permanente podem ser classificados em duas categorias principais, que são montadas à superfície motores PM onde ímãs são coladas sobre a superfície do rotor e sepultado motores PM onde ímãs são enterrados na do rotor.

O uso de superfície montado motores PM aumenta a quantidade de material de PM por polo usado no motor. A utilização de mais material de ímã geralmente aumenta a produção de binário do motor ao mesmo tempo que aumenta o volume do motor e, portanto, o custo. Enterrado PM do motor e do interior do motor PM utilizar os princípios de concentração de fluxo, onde o fluxo do ímã está concentrado no núcleo do rotor antes de chegar no entreferro. Estes motores geralmente têm relutância binário considerável que resulta do facto de que a utilização de concentração de fluxo no núcleo de ferro apresenta uma indutância dependente da posição e, portanto, a relutância do binário que pode ser benéfico em certos casos.

O esquema de acionamento sinusoidal substitui o pico plano do trapézio com uma onda sinusoidal que melhor corresponde à FCEM. É necessário sobrepor a comutação das fases, seletivamente disparando mais de um par de dispositivos de comutação de potência, ao mesmo tempo. Pode ser operado como uma configuração de controle em malha aberta ou em malha fechada, usando um sensor de realimentação de velocidade e é normalmente usado em aplicações de médio desempenho, que exigem controle de velocidade e de torque.

... ainda em construção 

Notas:


(1) Cogging torque (ou torque de de retenção) de motores elétricos é o torque devido à interação entre os ímãs permanentes do rotor e as ranhuras do estator de uma máquina de ímã permanente (PM motor).

É também conhecido como torque de retenção, ou torque de "não corrente". Este torque é dependente da posição e a sua periodicidade, por revolução, depende do número de pólos magnéticos e o número de dentes no estator.

O torque de retenção é um componente indesejável para o funcionamento de todos os motores, mas é inerentemente presente em todas as máquinas de ímãs permanentes. É especialmente importante em velocidades mais baixas, com o sintoma de solavancos.

O torque de retenção resulta em ambas perturbações: do torque e da velocidade, no entanto, em altas velocidades, o momento de inércia do motor filtra o efeito do torque de retenção.

Licença Creative Commons
Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.