Câmera de vigilância motor brushless DC para equipamentos de fotografia

Câmeras de vigilância e equipamentos fotográficos exigem movimentos precisos para capturar imagens e filmagens de alta qualidade. A motor DC sem escova é a solução ideal, oferecendo tempos de resposta rápidos e operação silenciosa. Um sensor traduz as informações do codificador em sinais de posição incrementais comunicados por cabos longos em forma de quadratura (seno cosseno). Uma unidade então usa a técnica PWM para cortar a corrente a fim de energizar de forma otimizada cada fase em função da posição do rotor. Uma das características mais importantes de uma câmera de segurança é o motor que a aciona. Não importa quão boa seja a qualidade do vídeo se o motor falhar e parar de funcionar. O estilo mais comum de motor usado em câmeras de vigilância é um motor DC com escovas. Estes usam duas escovas metálicas estacionárias que entram em contato com diferentes segmentos do comutador para transferir corrente e criar rotação. Esses motores geram muito calor, desgastam-se rapidamente e requerem manutenção regular.

Uma opção mais confiável é um motor DC sem escova. Geralmente com três fases de enrolamento, estas são comutadas eletronicamente. A eletrônica detecta o cruzamento zero das tensões de fase para determinar a posição do rotor e energizar as fases em função desta posição. Isso elimina a necessidade de sensores Hall, simplifica a fiação e aumenta a confiabilidade. Os motores BLDC também têm uma vida útil mais longa do que os motores DC com escovas. Os motores sem escovas consomem menos energia do que os motores com escovas para obter a mesma saída, o que é especialmente importante em equipamentos de vigilância onde a capacidade de conservar a energia da bateria é crítica. Esses motores também têm menos peças móveis do que os motores com escovas, o que reduz a probabilidade de falhas mecânicas e necessidades de manutenção e proporciona uma vida útil mais longa. Um motor sem escovas pode usar o EMF traseiro gerado por suas bobinas para monitorar a posição e a velocidade do rotor, eliminando a para sensores. Isso possibilita o uso de um sistema de controle de malha aberta adequadamente projetado sem quaisquer sensores no próprio motor, melhorando ainda mais a eficiência e a confiabilidade.

Esses motores são identificados por seu diâmetro e comprimento em um esquema de codificação, incluindo B para ranhuras (dispositivos de potência cirúrgica crítica de alto desempenho), BH para linear e EC para equipamentos de automação industrial. Motores DC sem escova têm a capacidade de produzir alto torque que pode ser usado para levantar câmeras com cargas pesadas ou movê-las em locais desafiadores. Eles também têm uma vida útil mais longa do que os motores com escovas, reduzindo a necessidade de manutenção e reparos. Ao contrário dos motores DC com escovas, onde a comutação é obtida mecanicamente por escovas apertando os anéis do comutador, os motores DC sem escovas são comutados eletronicamente. Eles usam sensores hall para detectar a posição do ímã do rotor (seta azul) e interruptores eletrônicos, chamados de ponte H (um grupo de 6 transistores), para energizar as fases do motor em uma sequência que melhor manterá a orientação de os campos magnéticos do estator e do rotor.

Isso os torna mais adequados para aplicações que exigem precisão e controle, como sistemas de posicionamento como câmeras PTZ (Figura 4), equipamentos de iluminação de palco ou robôs industriais. Esse tipo de motor também costuma ser chamado de servo drive. Equipamentos de vigilância, como câmeras pan-tilt-zoom (PTZ) e equipamentos fotográficos, como gimbals, requerem movimentos precisos para capturar imagens e filmagens precisas. Eles também precisam operar silenciosamente, pois qualquer ruído pode alertar ou perturbar as pessoas. O uso de um motor sem escovas pode ajudar a garantir um movimento suave e silencioso, tornando-o a escolha ideal para esses tipos de aplicações. Ao contrário dos motores com escovas, que usam escovas que criam faíscas e ruídos, um motor CC sem escovas é comutado eletricamente. Isso permite uma operação silenciosa, pois não há componentes mecânicos envolvidos. Além disso, a comutação sem sensor é possível usando uma modulação de largura de pulso unipolar (PWM) com o esquema de detecção de tensão de terminal correto. Isso pode superar a sensibilidade ao ruído de comutação do método ZCD tradicional e obter um bom desempenho do motor em uma ampla faixa de velocidade.