À medida que os custos dos materiais diminuem e as tecnologias de controle melhoram, espera-se que os motores síncronos de ímã permanente dominem a próxima geração de motores de veículos elétricos.
À medida que a indústria global de veículos eléctricos (VE) continua a expandir-se, a eficiência e o desempenho tornaram-se factores-chave no design do sistema de transmissão. Entre as diversas tecnologias de motores, a Motor Síncrono de Ímã Permanente (PMSM) emergiu como a escolha preferida para veículos elétricos modernos devido à sua alta eficiência, tamanho compacto e densidade de torque superior.
Um motor síncrono de ímã permanente (PMSM) é um tipo de motor síncrono CA que usa ímãs permanentes incorporados ou conectados ao rotor para criar um campo magnético constante. O estator gera um campo magnético rotativo alimentado por corrente alternada, que interage com os ímãs do rotor, fazendo com que ele gire de forma síncrona com o campo do estator.
Ao contrário dos motores de indução, que dependem de corrente induzida para criar campos magnéticos, os PMSMs usam ímãs permanentes – geralmente feitos de materiais de terras raras, como neodímio-ferro-boro (NdFeB) – para melhor resistência magnética e eficiência energética.
O PMSM opera segundo o princípio da rotação síncrona:
• O estator é alimentado com corrente alternada trifásica, gerando um campo magnético rotativo.
• O rotor, equipado com ímãs permanentes, alinha e gira em sincronização com o campo do estator.
• Um sensor ou codificador de posição do rotor normalmente é usado para manter a sincronização, garantindo torque suave e controle preciso.
• Devido a esse comportamento síncrono, os PMSMs fornecem alto torque em baixas velocidades, tornando-os ideais para sistemas de acionamento de veículos elétricos.
Os ímãs são montados na superfície do rotor.
Vantagens: Design simples, resposta dinâmica rápida.
Aplicações: EVs leves, scooters e carros pequenos de passageiros.
Os ímãs estão embutidos dentro do rotor.
Vantagens: Maior densidade de torque, melhor desempenho de enfraquecimento de campo e maior eficiência em altas velocidades.
Aplicações: A maioria dos carros elétricos modernos, incluindo Tesla Model 3 e Nissan Leaf, usam designs IPMSM.
Os PMSM oferecem eficiências de até 95-97%, reduzindo a perda de energia e ampliando a autonomia do VE. Essa alta eficiência vem da redução das perdas de cobre no rotor em comparação aos motores de indução.
O uso de fortes ímãs de terras raras permite que os motores PMSM alcancem maior torque por unidade de peso, resultando em sistemas de acionamento compactos e leves – uma vantagem crucial em veículos elétricos.
Os PMSMs fornecem resposta instantânea de torque e aceleração suave, contribuindo para uma experiência de direção mais ágil e confortável.
Como não há enrolamentos no rotor, os PMSMs geram menos calor, o que ajuda a melhorar a confiabilidade e a vida útil do sistema.
A operação síncrona do PMSM permite controle preciso de velocidade e posição, o que é essencial para tração e frenagem regenerativa em VEs.
| Recurso | PMSM | Motor BLDC | Motor de indução (IM) |
| Eficiência | Muito alto (95–97%) | Alto (90–95%) | Moderado (85–90%) |
| Densidade de Torque | Excelente | Bom | Moderado |
| Faixa de velocidade | Amplo (com enfraquecimento de campo) | Limitado | Largo |
| Custo | Maior (devido aos ímãs) | Médio | Inferior |
| Manutenção | Baixo | Baixo | Médio |
| Uso típico | EVs de última geração, automóveis de passageiros | E-bikes, pequenos EVs | EVs econômicos, designs mais antigos |
Os motores PMSM superam a maioria das alternativas em eficiência, densidade de torque e desempenho geral de direção, tornando-os a escolha preferida para veículos elétricos da próxima geração.
• Carros elétricos de passageiros (por exemplo, Tesla, Nissan, Hyundai)
• Ônibus e caminhões elétricos
• Veículos de duas rodas e scooters elétricos
• Veículos elétricos híbridos (HEVs)
• VEs industriais e empilhadeiras
A flexibilidade da tecnologia PMSM permite que os fabricantes adaptem características de desempenho – como torque, velocidade e eficiência – de acordo com as necessidades específicas do veículo.
O motor PMSM se destaca como uma tecnologia central que impulsiona a revolução dos veículos elétricos. Com a sua elevada eficiência, design compacto e desempenho de binário superior, permite aos fabricantes de veículos elétricos alcançar maior autonomia, aceleração mais rápida e experiências de condução mais suaves.
À medida que os custos dos materiais diminuem e as tecnologias de controle melhoram, espera-se que os motores síncronos de ímã permanente dominem a próxima geração de motores de veículos elétricos.
À medida que os custos dos materiais diminuem e as tecnologias de controle melhoram, espera-se que os motores síncronos de ímã permanente dominem a próxima geração de motores de veículos elétricos.
