Indústria 4.0: Projeto e Implantação na Automação Industrial

Neste texto vamos falar sobre a implantação de projetos de Automação Industrial aderentes a Indústria 4.0, importante saber que, não estamos querendo postular um modelo, mas sim, apresentar uma proposta, um singelo roteiro de visões sobre as tecnologias que se encontram disponíveis e principalmente, o que poderia ser exequível nas plantas existentes.

Para se chegar a uma planta digital, nos moldes da proposta da Indústria 4.0, utilizando todas as tecnologias existentes, é necessário percorrer um caminho inicial, pois sem um preparo, não poderemos implantar as tecnologias propostas no contexto da indústria digital, são os seguintes passos abaixo que propomos:

• Passo 1 – Entenda o conceito da Indústria 4.0 e seus impactos
• Passo 2 – Analise a automação existente em sua planta
• Passo 3 – Otimize o processo existente
• Passo 4 – Faça a convergência de dados de sua cadeia produtiva
• Passo 5 – Implante as ferramentas da Indústria 4.0 (redesenhe seus processos)

Para delimitar nosso tema a respeito de projeto e implantação da Indústria 4.0, vamos entender:

• Como repensar um ambiente de produção com ferramentas digitais
• Como obter vantagem no negócio com um modelo de tecnologia baseado na Indústria 4.0
• Como usar as tecnologias atuais e integrar a planta de produção no negócio digital

Cenários comuns em projetos de Indústria 4.0

Quando se entende a necessidade de buscar modelos de implantação da planta digital, normalmente temos alguns cenários conhecidos:

• Tenho uma produção e necessito colocar o nível de produção aderente a Indústria 4.0
• Quais ferramentas já posso utilizar e qual a utilidade no novo modelo de produção digital
• Como alterar uma cultura de produção para um novo modelo, desde planejamento até operação

O modelo produtivo evoluiu ao longo do tempo, alterando o perfil da produção, que no início, só se tinha a visão da planta local e seu processo unitário. Com a automação industrial e redes de informação, passamos a conectar o planejamento e gestão na produção, tendo um contexto maior da planta, mas ainda limitado ao processo local.

Já com a Indústria 4.0 e as redes convergentes, o modelo produtivo, passa a ser o próprio modelo de negócios, uma vez que a conexão é de toda cadeia produtiva que orbita no ecossistema da empresa.

Para trilhar a implantação da Indústria 4.0 nos processos produtivos, temos alguns desafios que são comuns para uma análise:

• Como atualizar uma planta produtiva existente de acordo com um modelo da Indústria 4.0
• Como gerar valor no negócio a partir de um novo modelo de planejamento e gestão produtivo
• Como incorporar novas tecnologias de produção e planejamento, com objetivo de aumentar receita e diminuir custos

Um projeto de automação que tenha as premissas da Indústria 4.0, deve se encaixar nos quadrantes da tecnologia, que propomos a observar:

• Conhecimento da Plata (informação)
• Produtividade (eficiência produtiva)
• Decisões (diagnósticos e prognósticos)
• Novos formatos (oportunidades de negócio)

A automação industrial dos projetos atuais, devem ter as seguintes diretrizes abaixo, uma vez que estes sistemas devem dar as respostas a indústria digital:

• Permitir novas formas de fazer negócios
• Eliminar ao máximo o desperdício e o erro
• Permitir customização e personalização da produção

As principais características da Indústria 4.0 é ser colaborativa, preditiva e inteligente. Para isso, sua arquitetura de produção deve ser, interoperável, flexível e descentralizada, com impactos diretos na escala produtiva, mão de obra e tomada de decisões.

Principais conceitos utilizadas na Indústria 4.0

Para os projetos de automação industrial, devemos utilizar as tecnologias da Indústria 4.0, talvez uma mais aderente que a outra, a depender do processo produtivo a que se refere, porém é bom listar as principais:

• Redes de comunicação
• Cibersegurança
• IOT e Internet Industrial
• Cloud Computing
• Big Data
• Mineração de dados
• Aprendizado de máquina
• Virtualização (digitalização)
• Realidade aumentada
• Gêmeos digitais
• SOA
• OPC-UA
• RFID
• Produção por adição
• Drones
• Robôs

Como dever ser a planta da Indústria 4.0 e o que deve ser levado em consideração no contexto de projeto e implantação:

• A planta deve ser interoperável – todo sistema se comunica;
• Deve permitir virtualização – do planejamento a manutenção;
• Deve ser flexível, modular e descentralizada;
• Utilizar banco de dados em formato Big Data e em Cloud;
• Utilizar modelos decisórios baseado em análise de dados;
• Estar estruturada com sistemas de Cibersegurança.

A questão da interconexão, deve levar em consideração particularidades de cada setor, sistema, departamento, ou fornecedores, internos ou externos, que participem do processo produtivo.

Também deve ser observados que cada agente deste deve estar conectado a um sistema de Cloud, que permita produzir informações de forma a unir no ecossistema, e o Big Data, absorverá todas estas informações, permitindo modelagem de dados para tomada de decisões.

A Indústria 4.0, em processos dinâmicos, que necessitem de customização em massa, devem ter sistemas de automação descentralizados, que controle células locais e respondam a processos centrais, sendo um arranjo de automação altamente flexível, que permita interconexão e mudanças rápidas na produção, além de sistema de segurança que monitore todo o processo em rede.

Na utilização das tecnologias, as principais diretrizes que temos que ver, no que se refere a aplicação, devemos levar em consideração de forma prática:

• Conectar todas as informações (automação, IoT, IIoT, banco de dados)
• Usar Cloud e Big Data para centralizar e analisar dados
• Usar mineração de dados para eliminar decisões intermediárias, focando o gestor
• Usar aprendizado de máquina para operar o sistema, fazendo do operador um supervisor de processo
• Usar predição (analisador de causas), criando prognóstico em produção e manutenção

As tecnologias da Indústria 4.0 permeiam uma grade de projetos. Todavia, não necessariamente usaremos todos os elementos, ou pelo menos, devemos entender o que são rotas de dados para o usuário.

Por exemplo, o dado iniciando pelo processo, pode seguir uma rota de cibersegurança e IoT diretamente para a operação, não necessariamente sendo analisado no Big Data, deve-se construir as rotas de acordo com cada processo.

Principais diretrizes para projetos de sistemas para a Indústria 4.0

Abaixo sugerimos a observação das principais diretrizes para projetos de sistemas para Indústria 4.0:

Instrumentação e medição: use redes Ethernet e redes Wireless – adote protocolos industriais baseado em Ethernet e integre o IoT Industrial.

Controle: descentralize o máximo o controle, isso dará flexibilidade da produção, use microcontroles e controladores centrais de comunicando e conecte no Cloud.

Infraestrutura: use ferramentas de virtualização, cloud computing e gestão do sistema via outsourcing

Operação: use dispositivos móveis, crie aplicativos de alta integração, evolua no uso do deep learning para apoio da operação.

Manutenção: use modelos de manutenção baseado em eventos, conecte dados no cloud e use prognósticos de ativos e acesso remoto.

Gestão da Produção: conecte os dados da produção, conecte ativos pela IoT e sistemas pela IIoT, use o Big Data.

Apoio a tomada de decisões: conecte os dados da cadeia de produção no Big Data e use ferramentas de Mineração de Dados e Machine Learning.

Utilize serviços de Cloud Computing, onde estas plataformas são utilizadas e pagas como serviços, tais como, IBM BlueMix, Google Cloud Platform, Microsoft Azure, Amazon AWS, com as principais características:

• Armazenagem de dados
• Máquinas virtuais
• Processamento sob demanda
• Segurança de dados
• Mineração de dados
• Aprendizagem de máquina

Crie uma estrutura de conectividade, que permita que os dados internos de produção trafeguem pelas redes, use gateways e servidores OPC, use sistemas de roteamento de dados para conexão ao Cloud, crie modelos de gestão, manutenção, planejamento e automação, dentro do ecossistema.

Elabore uma arquitetura de automação que contemple todos os agentes produtivos da indústria, pense no negócio como um todo e como ele se relaciona, conecte todas as tecnologias disponíveis e crie os webservices, para que seja produzido e consumido informações dentro desta arquitetura.

A implantação de um modelo de Indústria 4.0 é uma mudança cultural de produção, é a própria fábrica digital para um novo modelo industrial, necessitando de liderança transformativa na indústria, sendo liderada por uma geração digital de profissionais que entenda o valor da mudança, liderada pelo CEO, líderes da transformação e composta por equipes também líderes e polivalentes, seguindo os principais passos como sugestão de implantação:

• Passo 1 – Aplique Lean Manufactoring e indicadores de gestão e eficiência OEE
• Passo 2 – Identifique na produção o processo de maior integração – faça um piloto
• Passo 3 – Defina sua capacidade produtiva – crie modelos de tomada de decisões (Big Data)
• Passo 4 – Aplique convergência e Machine Learning – elimine operações no processo
• Passo 5 – Escale o processo – integre setores – replique o modelo

Pontos a serem observados na implantação da Indústria 4.0

Passamos abaixo, alguns pontos importantes para serem observados na implantação:

• Análise do status atual de automação (dados) de planta
• Análise do status atual de operação, manutenção e planejamento
• Identificação de pontos, operação e ações de otimização (ativos de planta, ponto de operação e segurança operacional)
• Desenho da convergência de dados e informações da planta (infraestrutura)
• Análise e projeto do sistema de cibersegurança (TO e TI)
• Projeto de digitalização – complemento de IOT e dados externos (PCP, MES,MOM) – modelo de tomada de decisões
• Redesenho:
• Tomada de decisões na gestão da planta
• Ações de controle ótimo
• Prognósticos de manutenção
• Treinamento

Roteiro de preparação para a Indústria 4.0

Relacionamos abaixo os principais benefícios esperados com a implantação de um roteiro para preparar a planta para a Indústria 4.0:

• Iniciar a jornada pela Indústria 4.0 e se adequar ao futuro da Manufatura e Processos
• Obter novas oportunidades de conectar a fábrica aos consumidores e processos de inovação
• Gerenciar receita e custos, baseado em status de tempo real e prognósticos de cenários
• Diminuir tempo de tomada de decisões, diminuir erros de operação e integrar planejamento e qualidade da produção em tempo real
• Aumento de portfólio de oportunidades de negócios, com uma fábrica flexível, integrada e descentralizada

Conclusão

Concluímos que projeto e implantação da Indústria 4.0, ainda estão no início de uma curva de maturidade, ainda que já haja tecnologia disponível, todavia, a questão é “saber” unir todos os pontos (universo cibernético) e mudar uma cultura de produção, de forma a obter vantagens competitivas em um mundo altamente digital e dinâmico.

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O que é um soft starter ?

Quando um motor trifásico entra em funcionamento, utilizando sua partida direta, há um aumento significativo no nível de corrente, que é denominada corrente de pico (Ip). Essa corrente pode ser bem elevada, chegando a ser 8 vezes maior que a corrente nominal do motor, podendo prejudicar equipamentos eletrônicos da instalação que sejam sensíveis a variações de tensão e até mesmo prejudicar as bobinas do motor. Assim a utilização de equipamentos diferenciados para controlar a partida pode ser a melhor escolha para a diminuição deste efeito.

Para a minimização desta corrente são utilizados métodos que fazem a partida indireta, sendo os principais a partida estrela/triângulo, compensação por autotransformador e a utilização de um soft starter. O último citado, é um equipamento eletrônico que é bastante versátil e elimina a aplicação das primeiras formas citadas, pois seus circuitos eletrônicos fazem o papel dos dois métodos. Veja na imagem a diferença entre modos de partida de motores:

O funcionamento de um soft starter, se da através de uma ponte tiristorizada (componentes semicondutores), que fazem o chaveamento da tensão para que ela possa ser disponibilizada para o motor de forma crescente, ou seja, irá aumentar gradativamente, garantindo uma partida suave e sem a presença da corrente de pico. Este chaveamento feito pela ponte é controlado através do sistema de controle e disparo, que é um modulo onde é possível realizar as programações desejadas por meio de parâmetros, que são identificados um a um pelo fabricante e disponibilizadas em um manual.

Abaixo o esquema simplificado da ponte e do sistema de controle de um soft starter:

Além da diminuição do Ip, este equipamento garante vários outros benefícios quanto ao trabalho do motor trifásico, Sendo eles:

         O processo de desligamento também pode ser feito de forma decrescente.

         Detecção de falta de fase do motor, e funcionamento com apenas duas fases.

         Conjugado de partida;

         Parada por corrente contínua;

         Proteção contra sobrecarga;

         Contenção do nível de corrente.

         Economia de energia.

         Proteção contra sobreaquecimento;

Estas características do soft starter são de grande ajuda quando é necessário impor certas definições diferenciadas para um processo.

Ex.: É possível se obter uma economia de energia, pelo fato de a maioria desses equipamentos possuírem um circuito que diminui a tensão para aqueles processos onde se utiliza apenas 50% da potência do motor, pois diminui a perda de energia por calor, como também utiliza apenas a energia necessária para tal atividade.

Este equipamento pode ser usado em diversas aplicações, aqui citamos algumas destas utilizações:

         Bombas centrífugas (saneamento, irrigação, petróleo);

         Ventiladores, exaustores e sopradores;

         Compressores de ar e refrigeração;

         Misturadores e aeradores;

         Britadores e moedores;

         Picadores de madeira;

         Refinadores de papel.

Com estas informações sabe-se que a utilização deste equipamento é muito interessante, visto que contribui com diversas características que além de prevenir contra picos de corrente garante várias funcionalidades, que se aliadas ao processo escolhido, fornecerão mais eficiência, confiabilidade e segurança.

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Motor CC: Saiba como Funciona e de que forma Especificar.

Um motor cc nada mais é do que um motor alimentado por corrente contínua (CA), sendo esta alimentação proveniente de uma bateria ou qualquer outra de alimentação CC. A sua comutação (troca de energia entre rotor e estator) pode ser através de escovas (escovado) ou sem escovas (brushless) e com relação a velocidade, o motor cc pode ser controlado apenas variando a sua tensão, diferentemente de um motor elétrico de corrente alternada (CA) cuja a velocidade é variada pela frequência. Vejamos mais a frente como funciona este tipo de motor.

Como explicado, os motores elétricos CA necessitam de uma mudança na frequência caso houver a necessidade de variar sua velocidade, envolvendo assim um controle de velocidade mais complexo e dispendioso. Por outro lado, o motor cc precisa apenas de uma mudança no nível de tensão para que possamos variar sua velocidade- Assim, ele torna-se mais adequado para equipamentos alimentados por níveis de tensão de 24 Vcc ou 12 Vcc como no caso dos automóveis, ou aplicações industriais que exigem um controle fino de velocidade.

Ao selecionar um motor cc, é fundamental que você identifique as principais especificações de desempenho, além dos requisitos de potência e tamanho. Também é importante considerar os requisitos ambientais para a sua aplicação.

Este artigo foi escrito de forma a explicar como o motor cc funciona e  visa facilitar o processo de seleção de motores elétricos de corrente contínua. Assim, após entender os conceitos envolvidos no funcionamento, vamos poder analisar quais são as características importantes para a correta especificação de um motor CC.

1 – Como Funciona o Motor CC?

Um motor CC é composto por um eixo acoplado ao rotor que é a parte girante do motor. Na Figura 1, o estator é composto por um ímã e o comutador tem a função de transferir a energia da fonte de alimentação ao rotor. Na Figura 1 é também é possível observar as partes que compõem um motor CC.

1.1 – O Princípio de Funcionamento

Na Figura 2, o estator é constituído pelos ímãs (norte e sul) e o rotor é representado por uma bobina que é alimentada pelo comutador em que circula uma corrente I.

O princípio básico de funcionamento do motor CC é o seguinte: “Sempre que um condutor conduzindo uma corrente elétrica (em vermelho) é colocado em um campo magnético (em azul), este condutor experimenta uma força mecânica (em verde)” gerando o torque e o giro do eixo do motor.

1.2 – A Corrente

Ao alimentar o comutador com tensão CC, é gerada uma corrente contínua que é transferida para a bobina através do contato das escovas do comutador com esta bobina. Assim, a função do comutador é ser o elo entre a fonte de alimentação e o rotor do motor CC e ele é composto por escovas condutoras que fazem o contato com o eixo girante do motor CC. Aqui, chamamos a corrente que circula pela bobina de I.

1.3 – O Campo Magnético

O campo magnético é gerado entre os pólos norte e sul do ímã e possui um sentido partindo do norte para o sul. O torque que vai impulsionar a bobina e por sua vez o rotor, como podemos observar na Figura 5 será proporcional ao campo magnético entre os ímãs. A densidade de fluxo magnético é chamada aqui de B.

1.4 -A Força e o Torque

A direção da força mecânica é dada pela regra da mão esquerda de Fleming e sua magnitude é dada por:

F = ILB, onde:

·         B = densidade de fluxo magnético,

·         I = corrente da bobina,

·         L = comprimento do condutor no campo magnético

2 – Especificação de um Motor CC

2.1 – Especificações Básicas ou Primárias

Existem três fatores principais que você precisa levar em consideração quando for selecionar um Motor CC: A velocidade, o torque e a tensão. Sabendo estas três especificações, você será capaz de saber qual o motor e fabricante atenderá suas necessidades.

Velocidade do eixo: Um motor CC aplica uma tensão (V) para rodar um eixo a uma velocidade de rotação proporcional (ω). As especificações de velocidade do eixo geralmente se referem à velocidade sem carga, que é a velocidade máxima que o motor pode alcançar quando não há torque aplicado. Tipicamente, a velocidade do eixo é dada em rotações ou rotações por minuto (RPM). Estas rotações ou revoluções também podem ser representadas em radianos por segundo (rad/s) e para cálculos numéricos, o valor em radianos pode ser mais conveniente. A seguinte fórmula descreve a relação entre radianos por segundo e rotações ou rotações por minuto.

ω_rad/s = ω_rpm · (2π/60)

Para um motor CC ideal (que não possui perdas), a velocidade rotacional é proporcional à tensão fornecida, sendo:

ω = j · V

onde j é uma constante de proporcionalidade, dada em rad/(s.V).

Torque de saída: A rotação do eixo gera uma força de rotação chamada torque (τ). O torque é dado em unidades de força-distância (lb-ft, oz-in, N-m, etc.) ele pode ser de dois tipos: torque de partida ou torque contínuo. O torque de partida é o τ no qual a velocidade do eixo é zero ou o motor está parado. Já o torque contínuo é o máximo τ em condições normais de funcionamento. 

Observe abaixo pela fórmula que o torque (τ) de um motor CC é proporcional à corrente de indução (I), sendo que neste caso temos a constante de torque (k). A seguinte equação descreve as relações entre torque e corrente.

τ = k · I   ou   I = τ / k

A importância da constante de torque é evidenciada na equação acima. Para um dado torque, um valor alto de k limita a corrente a um valor baixo. Esta é uma medida de eficiência, uma vez que um menor consumo de corrente significa menor dissipação de energia (calor). Conhecendo a constante de torque e o torque produzido podemos calcular a corrente através da armadura, que é utilizada para sabermos a classificação de temperatura (como será mostrado mais adiante). Como o toque é proporcional à velocidade, podemos traçar um gráfico de torque x velocidade conforme Figura 7:

Tensão disponível: Os motores de corrente contínua podem ser projetados para operar a uma tensão específica caso houver a necessidade. No entanto sempre devemos observar a disponibilidade de fonte de alimentação adequada para cada aplicação. As fontes de alimentação mais comuns no mercado são 12Vcc e 24Vcc, mas é comum conversores que realizam a retificação de tensões em 110V e 220V a fim de fornecer qualquer nível de tensão necessário para a sua aplicação. Não se esqueça que como a velocidade depende da tensão, a alimentação poderá ser um limitante caso não for feita uma especificação adequada do motor CC.

2.2 – Especificações Derivadas ou Secundárias

As folhas de dados dos motores CC também possuem parâmetros que são derivados ou relacionados com os requisitos fundamentais (tensão, velocidade e torque). Podemos citar:

Potência de saída: Uma especificação comum e importante é a potência nominal de saída (Po) que representa o produto do torque pela velocidade do motor. Na forma de equação, a potência de saída é dada por:

Po = τ · ω

A potência máxima de saída ocorre quando o motor está em 50% da velocidade sem carga e 50% do torque de parada e muitos fornecedores especificam a potência de saída em termos de CV ou HP. Lembre-se que para converter um valor calculado de potência de unidades de watts (W) para unidades de HP, divida a potência em Watts por 746.

Dissipação de potência: A corrente produzida em um motor de corrente contínua aquece o mesmo e cria uma potência dissipada (Pdis). A valor de Pdis está relacionado com a resistência total do sistema (RT), que é a resistência de todo o conjunto do motor incluindo as perdas por atrito no estator (Rstator) e no rotor (Rrotor). Através da corrente do motor, podemos calcular a dissipação de potência e, por sua vez, o aumento da temperatura do rotor (ΔT) devido à rotação. A partir de ΔT, a temperatura total do motor (TM) pode ser calculada pela adição da temperatura ambiente (Tamb). As seguintes equações ilustram os passos utilizados para calcular a temperatura final do motor:

P_dis = I²R_T

R_T = R_rotor + R_stator (exceto para o motor cc de íma permanente)

ΔT = P_dis(R_tot)

T_M = Tamb + ΔT

2.3 – Parâmetros de Construção

A adequação de um motor CC para uma aplicação também depende da sua construção, outro aspecto do processo de seleção. Existem vários tipos diferentes de motores de corrente contínua, cada um dos quais oferece vantagens e desvantagens com base na sua construção. Vejamos abaixo as características de cada um no que tange à construção:

Os Motores de Derivação apresentam variação mínima de velocidade através da faixa de carga e podem ser configurados para potência constante em uma faixa de velocidade ajustável. Eles são usados para aplicações onde há necessidade de controle preciso de velocidade e torque. Na Figura abaixo você pode ver uma curva típica de velocidade x torque para um motor de derivação, onde o torque permanece relativamente constante em uma grande faixa de velocidade.

Os Motores Bobinados em Série exibem altos torques de partida para cargas permanentemente conectadas que são necessárias a fim de evitar danos em condições de alta velocidade. Estes motores desenvolvem um grande torque e podem ser operados a baixas velocidades. Eles são mais adequados para aplicações industriais pesadas que exigem cargas maiores movendo-se lentamente ou cargas mais leves movendo-se rapidamente. Abaixo, podemos ver uma curva típica de velocidade x torque para motores com bobina em série:

Os Motores Bobinados Compostos são projetados com bobinas derivadas compostas para aplicações de velocidade constante que requerem torque mais elevado. Eles são freqüentemente usados onde a carga primária requer um torque de partida alto e a velocidade ajustável não é necessária. As aplicações incluem elevadores, guindastes e equipamentos para lojas industriais. Abaixo podemos ver uma curva típica de velocidade x torque para os motores de bobina compostos, combinando características de derivação em série:

Motores CC de ímã permanente possuem um ímã permanentemente embutido em sua montagem (no estator). Eles oferecem velocidade constante com carga variável (escorregamento zero) e excelente torque de partida. Comparado com os outros tipos, a construção de ímã permanente proporciona maior eficiência e menores ajustes de velocidade. Abaixo podemos ver uma curva de velocidade para motores de ímã permanente, com proporcionalidade de torque e velocidade linear.

Motores CC com armadura em forma de disco, também chamados de “panquecas” ou “discos impressos”, utilizam rotores planos movidos por um campo magnético alinhado axialmente. Sua construção fina permite baixa inércia, resultando em alta aceleração. Esses motores são bons para aplicações que exigem uma rá PID a inicialização e desligamento enquanto acoplados a uma carga constante, como em um veículo elétrico. Veja abaixo o desenho de uma armadura a disco:

Os Motores CC sem Núcleo e sem ranhura incorporam um enrolamento cilíndrico que está fisicamente fora de um conjunto de ímãs permanentes. Devido ao fato do enrolamento ser laminado e não existir gaiola de ferro, motores cc sem núcleo possuem inércia muito menor. Possuem alta aceleração, eficiência e excelente controle de velocidade com pouca ou nenhuma vibração. Eles são comumente usados como servo motor para aplicações de controle de processo.

Comutação

A comutação do motor de CC pode ser com ou sem escovas (brushless), sendo que cada tipo oferece vantagens específicas.

Os motores elétricos escovados usam escovas de contato que se conectam com o comutador para alimentar o rotor. A construção escovada é menos onerosa do que o motor sem escovas e o controle é mais simples e barato. Outra característica é que o escovado pode operar em ambientes extremos devido à sua ausência interna de componentes eletrônicos. Por outro lado, motores escovados exigem manutenção periódica para substituição das escovas desgastadas.

Os motores sem escovas ou Brushless usam um ímã permanente incorporado no conjunto do rotor. Eles podem usar um ou mais dispositivos de Efeito Hall para detectar a posição do rotor  e uma eletrônica de acionamento associada a ele controla a rotação do eixo (velocidade). Os motores Brushless são similares aos motores CA, mas são comutados eletronicamente (ESM) de modo que possam ser alimentados em CC.

A comutação sem escovas (Brushless) é mais eficiente, requer menos manutenção, gera menos ruído e tem uma maior densidade de potência e faixa de velocidade se comparado ao motor de comutação escovada. No entanto, a eletrônica dos motores brushless geralmente contribuem para o seu custo de aquisição, que também possuem maior complexidade e maiores limitações ambientais.

2.4 – Tamanho e Considerações Ambientais

Ao selecionar motores de corrente contínua, você deve considerar também o design e os fatores ambientais como veremos a seguir:

2.4.1 – Considerações de dimensionamento

Se um motor CC tiver que se encaixar em um espaço ou satisfazer uma exigência de peso, então as características físicas podem ser fatores de seleção importantes. A configuração do eixo e o redutor, caso for aplicado também são considerações que devem receber atenção.

A configuração do eixo determina como o motor é montado e conectado ao sistema que ele irá acionar e é essencial sua correta seleção de forma com que ele seja compatível com o sistema. A seleção ideal do eixo aumenta a eficácia e pode economizar tempo e custo durante a montagem. As configurações podem incluir tipos côncavos, redondos, quadrados, sextavados, ranhurados, em degrau ou parafusos.

A redução ou redutor é usada no motor CC para aumentar ou reduzir a velocidade do eixo mecanicamente. Utilizando o redutor, o motor tende a ter volume ou peso menor. Os tipos de redutores que são usados em motores elétricos de corrente contínua podem incluir redutores de engrenagem, planetários, sem-fim ou cônicos.

2.4.2 – Considerações ambientais  

Finalmente, ao selecionar o motor de corrente contínua, você pode ter que considerar as condições ambientais ou requisitos de aplicação quando da utilização do produto.

A temperatura de operação deve ser considerada quando se utiliza algum equipamento eletrônico sensível ou quando o ambiente não está à temperatura de 40°C, ou ainda quando o ambiente for sensível à dissipação de calor do motor. Mecanismos de refrigeração adicionais podem ser instalados para neutralizar o aquecimento excessivo do motor ou do ambiente circundante.

A proteção contra corrosão deve ser considerada em ambientes onde o motor está exposto a radiação, poeira ou substâncias perigosas que possam degradar o motor. O invólucro e os materiais apropriados do motor podem ser selecionados para assegurar proteção contra a contaminação.

A proteção da água deve ser considerada quando um motor for operar exposto à água. Os níveis de proteção vão desde a proteção contra gotejamento vertical mínimo até à submersão total sob pressão.

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