Supressão de corrente parasita em rolamentos de motor Brushless DC acionado por inversor PWM - Parigi Filho, Éder Aparecido (2022)
O acionamento e controle de um motor de corrente contínua sem escovas (Brushless DC motor), é realizado por meio da utilização de um inversor de frequência com modulação por largura de pulso (PWM - Pulse Width Modulation). Devido à alta frequência de chaveamento deste inversor, capacitâncias parasitas são estabelecidas ao longo do motor permitindo a circulação de correntes parasitas. Estas correntes ao circularem pelos rolamentos do motor podem causar erosão eletrostática nas pistas dos rolamentos, gerando vibrações indesejadas e reduzindo substancialmente a vida útil dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi o estudo de abordagens para a mitigação destas correntes parasitas em motores Brushless, 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 Brushless de pequena potência (1,01 cv), abordagens para a mitigação das correntes parasitas foram estudadas levando em consideração suas vantagens e desvantagens num cenário industrial. Utilizando uma ponte RLC e ensaios em laboratório, as capacitâncias parasitas foram medidas. Buscando valores comparativos, as capacitâncias também foram determinadas usando equações eletromagnéticas a partir das dimensões mecânicas do motor BLDC. De posse das capacitâncias parasitas e da tensão de eixo medida, especificou-se uma nova capacitância interna de forma a estabelecer uma alta reatância entre o eixo e carcaça do rotor reduzindo substancialmente as amplitudes das correntes parasitas de modo comum nos rolamentos 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. Por meio do comportamento da tensão de eixo e corrente nos rolamentos, mostra-se que há a mitigação desta corrente parasita. Conclui-se que tal abordagem apresenta as seguintes contribuições: mitiga a corrente de descarga nos rolamentos de motores Brushless com eficiência; contribui de forma direta para o aumento da vida útil dos motores em estudo; 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 cita-se o aumento de uma etapa no processo de produção do motor.