Supressão de corrente parasita em rolamentos de Motor Brushless DC acionados por inversor

Abstract

O acionamento e controle de um motor de corrente contínua sem escovas (Brushless DC motor), é realizado através da utilização de um Inversor de Frequência com Modulação por Largura de Pulso (PWM). Devido à alta frequência deste inversor, capacitâncias parasitas são estabelecidas nas partes metálicas do motor, permitindo a circulação de correntes de alta frequência. Estas correntes que passam pelos rolamentos do motor podem causar erosão eletrostática nas pistas do rolamento, gerando vibrações indesejadas e reduzindo substancialmente a vida útil do mesmo. O objetivo deste trabalho é o estudo de abordagens para a mitigação das correntes parasitas em motores de corrente contínua sem escova, comumente designados de motores BLDC. Mais especificamente, a partir do estudo das abordagens para a mitigação disponíveis na literatura, bem como o estudo e ensaio de um motor BLDC de pequena potência, abordagens para a mitigação da corrente parasita são estudadas levando em consideração suas vantagens e desvantagens num cenário industrial. Através de testes em laboratório, são determinados os valores das suas capacitâncias parasitas, utilizando uma Ponte RLC e, realizados os cálculos destas capacitâncias por meio de equações características, para posterior comparação, permitindo assim a correta especificação de uma nova capacitância interna, de forma a gerar uma alta reatância entre o eixo e carcaça, reduzindo substancialmente os valores das correntes circulantes de modo comum nos rolamento do motor. São apresentados resultados de simulações utilizando as capacitâncias medidas, com e sem a introdução desta nova capacitância entre o eixo e a carcaça do motor, através das curvas da tensão de eixo e corrente de eixo, mostrando que há a mitigação desta corrente de eixo, atendendo as referências citadas no texto. Pode-se concluir que tal abordagem apresenta as seguintes contribuições: mitiga a corrente de descarga nos rolamentos de motores BLDC com grande eficiência; contribui de forma direta para o aumento da vida útil dos motores BLDC; dispensa o uso de abordagens que apresentam a necessidade de manutenção periódica como, por exemplo, as escovas no eixo e/ou graxas condutivas nos rolamentos. Como desvantagem dessa abordagem pode-se citar o aumento de uma etapa no processo de produção do motor.