Os motores elétricos são elementos de acionamento com papel imprescindível em qualquer setor industrial. Visto a sua importância para processos essenciais, esses motores têm passado por uma série de transformações significativas e de modo acelerado.
Como se sabe, o desempenho, peso, custo e eficiência são métricas importantíssimas para este equipamento. E com o avanço de novos materiais, eletrônica de potência, técnicas construtivas e foco em sustentabilidade, os motores têm sido elevados a outro patamar de excelência.
Em diferentes países, fabricantes e centros de pesquisa vêm apresentando soluções que desafiam conceitos tradicionais e apontam para uma nova geração de motores para veículos, indústria, robótica e HVAC.
Se você está por fora deste assunto, confira neste texto algumas das novidades mais relevantes surgidas recentemente no cenário global.
Motores ultrafinos e leves elevam a densidade de torque
É um sonho que qualquer máquina se torne mais compacta sem que o seu torque seja prejudicado.
Nesse cenário, a tecnologia FiberPrinting, utilizada pela empresa norueguesa Alva Industries, chamou bastante atenção.
Essa inovação consiste em fabricar enrolamentos sem ferro e sem ranhuras, com alto fator de preenchimento de cobre, chegando a cerca de 60%.
“E por que isso é relevante?”
Bem, os motores desse tipo tradicionalmente sofriam com baixa densidade de potência e menor torque. Agora, com a nova abordagem, é possível produzir motores extremamente finos, silenciosos e leves, com torque máximo de até 21 Nm com dimensão reduzida.
Isso não só otimiza soluções na robótica de precisão e automação compacta, mas o alinhamento mais preciso do campo magnético melhora até mesmo o rendimento de equipamentos médicos e sistemas em que cada milímetro ou quilograma importa.
Motores sem terras raras e com alumínio reduzem custos
Muitos motores utilizam ímãs permanentes, e se você não os conhece, basta clicar aqui para ser direcionado a um artigo específico.
Esses imãs modernos dependem de elementos de terras “raras” (nome dado a um gruop de 17 elementos químicos da tabela periódica usados em tecnologias avançadas por possuírem propriedades magnéticas, ópticas e eletrônicas valiosas), o que traz uma certa preocupação quanto à disponibilidade global e, consequentemente, o custo.
No entanto, este fato faz com que cresça o interesse por alternativas, e neste contexto, um consórcio industrial do Reino Unido desenvolveu o Alumotor, um motor de relutância síncrona que dispensa terras raras e utiliza enrolamentos em alumínio no lugar do cobre.
Os principais benefícios anunciados incluem:
- redução de até 60% no custo total do motor;
- eliminação de até 12 kg de ímãs permanentes;
- ausência de materiais críticos como cobalto;
- eficiência superior a 92%;
- potência de 214 kW.
Estatores de Placa de Circuito Impresso para eficiência superior
Conhece aqueles estatores convencionais de ferro e cobre? Nos Estados Unidos, a Infinitum apresentou motores que substituem, em especial, por um estator produzido em placa de circuito impresso (PCB).
O impacto dessa mudança é a redução de massa, tamanho e consumo de materiais. Segundo a fabricante, seus novos motores considerados “pesados”, para ventiladores e bombas HVAC, com essa nova tecnologia, podem ser:
- até 25% mais eficientes;
- 50% mais leves;
- 60% mais curtos que conjuntos tradicionais motor + inversor.
Além disso, essa nova tecnologia utiliza cerca de 66% menos cobre e nenhum ferro no estator.
Outro diferencial importante é a integração com acionamento eletrônico de velocidade variável (inversores de frequência) e protocolos industriais de comunicação, como Modbus e BACnet.
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GaN pode transformar acionamentos industriais e robóticos
Agora, é hora de mostrar que nem toda revolução está no motor em si, mas sim nos seus semicondutores.
Há também uma corrida em direção ao avanço de acionamento eletrônico, como inversores de frequência.
A empresa britânica QPT, que aposta no uso de semicondutores de nitreto de gálio (GaN), mostra que com a sua tecnologia é possível chegar frequências de chaveamento de até 1 MHz, valor muito superior aos inversores PWM tradicionais.
Essa tecnologia permite entregar ao motor uma onda senoidal muito mais limpa.
Entre os ganhos potenciais, destacam-se:
- menor ruído acústico;
- menos vibração;
- redução de correntes de rolamento;
- maior vida útil do motor;
- eliminação de sensores externos caros;
- controle extremamente preciso de torque.
Nanotubos de carbono podem substituir enrolamentos metálicos
Estamos falando, talvez, de uma das pesquisas mais futuristas, e ela vem da Coreia do Sul.
Em suma, pesquisadores conseguiram construir e operar um motor elétrico com bobinas feitas de CNT — Carbon Nanotubes ou nanotubos de carbono — sem usar cobre ou outros metais nos enrolamentos.
Os nanotubos possuem características altamente desejáveis:
- baixíssimo peso;
- elevada resistência mecânica;
- boa condução elétrica e térmica;
- potencial para miniaturização.
Após estudos e avanços no processo de purificação do material, foi possível aumentar a condutividade e utilizar o composto em um pequeno motor funcional.
Se por acaso essa tecnologia evoluir em escala industrial, poderá impactar fortemente setores como:
- drones;
- veículos elétricos;
- robôs móveis;
- aplicações aeroespaciais.
O que todas essas novidades têm em comum?
Nota-se que foram apresentadas tecnologias distintas. No entanto, todas elas seguem direções semelhantes, que se resumem a:
- motores menores e mais leves;
- maior densidade de torque;
- redução de perdas energéticas;
- menos uso de cobre e terras raras;
- integração com eletrônica embarcada;
- inteligência digital e monitoramento;
- sustentabilidade industrial.
Conclusão
Este texto trata de apresentar várias inovações globais, as quais mostram indiretamente que o motor elétrico ainda está longe de atingir seu limite tecnológico.
A exploração de novos materiais, como nanotubos de carbono, o desenvolvimento de estatores em PCB, enrolamentos de alumínio, arquiteturas embarcadas e acionamentos em GaN revelam um setor em plena reinvenção.
Com certeza, isso tudo indica um futuro promissor para a indústria, mobilidade elétrica e automação, com equipamentos que sejam mais compactos, econômicos e inteligentes.
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FAQ – Inovações em motores elétricos
1. O que está impulsionando a evolução dos motores elétricos?
Avanços em materiais, eletrônica de potência, eficiência energética e integração com sistemas digitais e de automação.
2. Motores sem terras raras são realmente viáveis?
Sim. Tecnologias como motores de relutância síncrona já demonstram alta eficiência e menor dependência de materiais críticos.
3. Qual o impacto dos novos acionamentos com GaN?
Eles permitem controle mais preciso, menor ruído, maior eficiência e maior vida útil dos motores.
4. Essas inovações impactam diretamente a indústria?
Sim. Elas possibilitam equipamentos mais compactos, eficientes, econômicos e integrados a sistemas inteligentes de controle.
