Motores de Indução

Motores assíncronos, também conhecidos como motores de indução, são comumente usados em veículos elétricos (EVs) para propulsão. São reconhecidos pela sua simplicidade, fiabilidade e eficiência, tornando-os adequados para aplicações automóveis.

Como Funciona

Os motores de indução funcionam com base no princípio da indução eletromagnética. O enrolamento do estator está ligado a uma alimentação de corrente alternada (AC), criando um campo magnético rotativo. Este campo induz correntes no enrolamento do rotor, gerando um campo magnético no rotor. A interação entre o campo magnético do rotor e o campo magnético rotativo do estator produz binário, acionando o motor e o veículo.

Uma característica fundamental dos motores assíncronos é que não requerem uma ligação física entre o rotor e o estator, ao contrário dos motores síncronos que utilizam ímanes permanentes. Em vez disso, baseiam-se na indução eletromagnética para gerar o campo magnético rotativo que move o rotor. Isto torna-os intrinsecamente mais robustos e menos suscetíveis a desgaste, pois não existem escovas nem anéis de escorregamento para manter ou substituir.

Os motores assíncronos usados em veículos elétricos (EVs) são tipicamente motores trifásicos, o que significa que possuem três conjuntos de enrolamentos no estator eletricamente separados por 120 graus. Isto permite uma rotação suave e contínua do motor sem necessidade de componentes adicionais, como uma caixa de velocidades, para converter a energia da bateria para as rodas.

Tipos: Existem dois tipos principais de motores de indução usados em veículos elétricos (EVs): rotor em gaiola de esquilo e rotor bobinado. Os motores de indução com rotor em gaiola de esquilo são o tipo mais utilizado em veículos elétricos (EVs) devido à sua construção simples, elevada fiabilidade e baixos requisitos de manutenção. Os motores de indução com rotor bobinado têm uma construção mais complexa, com enrolamentos do rotor acessíveis externamente, permitindo um melhor controlo do desempenho do motor, mas podem exigir manutenção adicional.

Vantagens

Os motores de indução oferecem várias vantagens para aplicações em veículos elétricos, incluindo:

Robustez e Fiabilidade: Os motores de indução são conhecidos pela sua construção robusta e capacidade de resistir a condições de operação adversas, tornando-os muito fiáveis e duráveis em aplicações de veículos elétricos.

Elevado Binário a Baixas Velocidades: Os motores assíncronos podem fornecer binário elevado a baixas velocidades, o que é crucial para veículos elétricos (EVs) durante o arranque e a subida de colinas. Esta capacidade de binário é possibilitada pelo design do rotor e do estator e pelo uso de eletrónica de potência para controlar o desempenho do motor.

Custo-benefício: Os motores de indução não requerem ímanes permanentes, tornando-os mais económicos em comparação com outros tipos de motores, como os motores de ímanes permanentes.

Baixo Arrasto em Rolamento: Quando um veículo elétrico (EV) está em roda livre ou rolando sem energia, o motor elétrico pode criar um efeito de arrasto, muitas vezes referido como "arrasto do motor" ou "arrasto em roda livre". Este arrasto é causado pelas forças eletromagnéticas dentro do motor, que podem resistir ao movimento do rotor e criar resistência ao movimento do veículo.

No caso dos motores de indução, o rotor não possui ímanes permanentes, e o arrasto do motor é tipicamente menor em comparação com os motores de ímanes permanentes. Isto porque os motores de indução dependem da indução eletromagnética para gerar o campo magnético rotativo no rotor, que induz corrente e cria forças magnéticas que se opõem ao movimento do rotor. Como resultado, o arrasto do motor num motor de indução é normalmente menor, e o veículo pode rolar com menor resistência quando o motor não está ativamente alimentado.

Limitações

Eficiência Inferior em Altas Velocidades: Os motores de indução podem apresentar eficiência inferior em comparação com alguns outros tipos de motores, como os motores de ímanes permanentes, em altas velocidades, o que pode afetar a eficiência geral do veículo.

Controlo Mais Complexo: Os motores de indução requerem algoritmos de controlo complexos para alcançar desempenho ótimo, incluindo o controlo da velocidade do motor, do binário e do fator de potência, o que pode exigir eletrónica de potência e sistemas de controlo sofisticados.

Maior Peso e Dimensões: Os motores de indução podem ser maiores e mais pesados em comparação com alguns outros tipos de motores, impactando o peso do veículo e as considerações de instalação.