O motor sem escovas
As ventoinhas de computador são mais sofisticadas, já que elas utilizam motores sem escovas (“brushless”). Como o nome já diz, este tipo de motor não usa escovas. O projeto deste tipo de motor é um pouco diferente.
Como vimos na página anterior, os motores com escovas têm ímãs permanente presos e o fio de cobre está enrolado na parte do motor que gira. Motores sem escova são construídos da maneira oposta: o eletroímã (bobina de fio de cobre) é estacionário e os ímãs é que giram.
No caso de ventoinhas de computador, o ímã é instalado na armação das pás, e esta armação tem um eixo (o conjunto completo é chamado rotor). O rotor move quando instalado na moldura da ventoinha, que é também chamada estator. Os eletroímãs são instalados no estator, mas eles não se movem. No meio da peça onde as bobinas estão instaladas há um orifício onde o eixo da armação das pás é instalado. Esta abertura é o famoso rolamento sobre o qual falaremos depois.
Figura 3: pás (rotor)
Figura 4: moldura da ventoinha (estator)
Os motores sem escova podem ser construídos com várias bobinas e as ventoinhas de computador normalmente têm oito delas. Dentro de uma ventoinha você pode ver facilmente quatro “braços” ou “dentes” metálicos em formato de “T”, cada um contendo duas bobinas, e normalmente uma delas usa fio de cobre vermelho e a outra usa fio de cobre convencional (ver Figura 5).
Figura 5: cada peça em formato de “T” tem duas bobinas
Essas bobinas são conectadas como mostrado na Figura 6. Em nosso exemplo, V0 é o fio comum para ambos os conjuntos de bobinas, V1 é o fio para energizar as bobinas que usam o fio vermelho e V2 é o fio para energizar as bobinas que usam o fios de cobre sem pintura.
Figura 6: como as bobinas são conectadas
Um circuito integrado presente na placa de circuito impresso da ventoinha controla as bobinas. Ele energizará as bobinas de maneira a manter o motor girando. Em outras palavras, este circuito integrado mudará o campo magnético gerado pelas bobinas de tal maneira que elas repelirão o ímã presente no rotor, o que fará com que ele gire e continue girando.
Figura 7: circuito integrado
As ventoinhas sem escova mais simples têm apenas dois fios. Opcionalmente, as ventoinhas sem escova podem ter um circuito de monitoramento para alimentar a placa-mãe do computador com uma forma de onda que representa a velocidade do rotor. Desta maneira, você pode monitorar a velocidade da ventoinha através do menu de configuração da placa-mãe ou através de um programa de monitoramento. Este circuito está disponível através de um terceiro fio. Portanto, ventoinhas com três fios têm esse sensor. A adição deste circuito encarece um pouco o preço da ventoinha.
Ventoinhas mais sofisticadas têm um quarto fio que é conectado ao circuito integrado da ventoinha para controlar sua velocidade, através de uma técnica chamada modulação por largura de pulso (PWM). Se este fio estiver presente, a velocidade da ventoinha será controlada pela placa-mãe do computador e você pode configurar o computador para mudar a velocidade da ventoinha dependendo da temperatura informada por algum sensor localizado dentro do PC. Este tipo de ventoinha é mais caro do que ventoinhas que têm apenas um fio de monitoramento.
É importante entender que você pode controlar a velocidade da ventoinha diminuindo a tensão através da instalação de um potenciômetro ou de um controlador de ventoinhas. Note que, neste caso, é o usuário quem controla a velocidade da ventoinha, ao contrário do que acontece com ventoinhas PWM, onde é o computador que controla a velocidade da ventoinha.
Esta é uma simplificação de como as ventoinhas sem escova funcionam. Existem muitos outros detalhes sobre os motores sem escova, mas decidimos focar exclusivamente no seu uso em ventoinhas de computador.
As vantagens dos motores sem escova em relação aos motores com escova são óbvias: eles produzem menos ruído, não produzem faíscas e são mais confiáveis.
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