Motores digitais, software e a ascensão da internet das coisas

Existem muitas tecnologias que sustentam a sociedade moderna, desde o motor de combustão interna até o microprocessador. Mas há um que parece preparado para se tornar ainda mais importante: o motor elétrico.com os Tesla fazendo do carro elétrico uma alternativa visível, e um avião elétrico completando um voo transcontinental pela primeira vez, o humilde motor elétrico está fazendo uma jogada para as grandes ligas novamente. E o software está a desempenhar um papel fundamental.

WP_20130308_003
a selection of Dyson digital motors (including a prototype control board) alongside a traditional electric motor.

não é apenas os motores visíveis, é claro. Os motores eléctricos estão por todo o lado, e em tudo. Poderosos e eficientes, eles são capazes de entregar torque onde e quando precisamos dele. Mas há uma desvantagem: eles são muitas vezes volumosos, e as escovas de carbono usadas para mudar entre as bobinas do rotor do motor erodem, deixando uma poeira fina. Eles também precisam ser mantidos frescos.eu sempre fui fascinado por motores elétricos, e recentemente tive a oportunidade de me encontrar com Dyson para dar uma olhada na última versão de seu projeto motor — um que eles dizem ser uma melhoria significativa em relação ao motor elétrico tradicional. É certamente compacto, cerca de metade do tamanho de um motor tradicional equivalente. O design tem sido em torno de um tempo, mas está agora em quase todos os dispositivos que Dyson faz, e a empresa criou uma fábrica apenas para fazer motores.

30-07-2013 12-28-19
Dyson motor de relutância chaveada

Dyson ‘digital’ motor é conhecido como motor de relutância chaveada. Em vez de ligar o rotor, um motor de relutância comutada tem um núcleo magnético — de modo que a energia é comutada através das bobinas do estator o núcleo magnético é arrastado ao redor para se alinhar com o campo magnético que geram. Com mais bobinas do que pólos magnéticos no rotor é possível configurar um padrão de comutação nas bobinas que puxa o rotor ao redor. Isso significa usar sensores e circuitos de comutação complexos, pois controlar os campos magnéticos no motor é a chave para entregar um motor eficiente.motores de relutância comutados como este podem ser muito eficientes, e Dyson afirma que seu motor é 84 por cento eficiente (em comparação com 40 por cento para um motor elétrico tradicional). Há muito a ser dito para um motor compacto, de alta potência, como este-não apenas para Aspiradores e secadores de mãos. Também significou usar um monte de ferramentas de design — grande parte dele usando o próprio software de simulação de Dyson.o rotor no motor de Dyson é relativamente simples-com apenas dois pólos. Isso simplifica o problema de controle, e reduz o número de enrolamentos necessários para criar o padrão de pulsos de campo usados para puxar o rotor, aqui em mais de 100.000 rpm. Normalmente, os ímanes em um motor de relutância comutada são bastante fracos. Não é o caso do motor do Dyson, onde acabámos por usar o rotor de um modelo antigo como íman de frigoríficos.

WP_20130730_003
o rotor magnético de um dos motores de Dyson. Usamos este como íman de frigoríficos.

ímãs mais poderosos significa um problema de controle mais complexo, mas também permite que Dyson faça os motores muito menores e mais leves. É aí que entra o digital, pois resolver esse problema significa usar um microcontrolador e um software de escrita, em vez de desenvolver circuitos de controle específicos. Usando um simples sensor magnético de Efeito Hall para determinar onde o rotor está, o software de controle faz moe de 3.000 ajustes no padrão do campo magnético a cada segundo.colocar software em um motor como este é a chave para torná-lo economicamente. Projetar seu próprio hardware de controle é caro, e se você está tentando desenvolver um motor de propósito geral, tomar uma rota de software adiciona flexibilidade — como você pode modificar o código para levar em conta diferentes cargas e modelos de uso. Isso significa que o mesmo módulo de controle irá funcionar em um aspirador, em um secador de mãos, e em um ventilador. Você também pode aproveitar a teoria de controle moderna, que se concentra em manter os sistemas dentro das condições de contorno, ao invés de implementar um modelo de controle clássico de ciclo fechado — que poderia facilmente se tornar instável.

Se o novo design do motor é tão bom, que para mostrar através dos produtos que o usam, como o ventilador quente+frio. Temos testado isto desde o frio amargamente que atingiu o Reino Unido em fevereiro e março deste ano, e na recente onda de calor. Ele usa o motor para sugar o ar através da base e empurrá-lo para fora através de um 2.Uma abertura de 5 mm que roda ao redor do laço oval no topo. Isso significa que não há lâminas de ventilador para ficar sujo e chocalhar (ou encurralar os dedos ou a cauda dos gatos se eles se aproximarem demais).

O som do motor é mais silencioso e é mais regular do que a interferência de batida que você pode ouvir com uma lâmina da ventoinha circulando, e é um fluxo muito mais eficiente e contínuo — o que significa que você raramente precisa executá-lo no alto, mantendo as coisas mais calmas ainda. É calmo o suficiente para deixar ligado durante uma chamada de conferência e em baixas velocidades é calmo o suficiente para que você possa esquecer que o ventilador Está ligado — além de mantê-lo confortavelmente quente ou frio.

Se você executar um servidor em um pequeno escritório, você pode ir longe sem ar condicionado, e se você está trabalhando a partir de casa no inverno, você pode executar o Quente+Frio em um quarto, em vez de colocar o aquecimento em toda a casa o dia todo.

o mesmo motor novo está no último modelo do vácuo Dyson portátil, o DC44, que tem uma combinação semelhante de eficiência e design inteligente. Em pisos duros, é difícil levantar poeira fina; eletricidade estática acumula-se enquanto você anda e mantém a poeira agarrada ao chão. A barra de pincel na DC44 tem filamentos de fibra de carbono; eles não só são tocados o suficiente para durar vários anos, eles também descarregam a estática para que mais poeira seja sugada.

os handhelds Dyson têm ciclos de vida da bateria que gostaríamos de ver nos cadernos também. Temos usado o dispositivo raiz de Dyson original desde que chegou ao mercado no final dos anos 90 e até mesmo o nosso modelo original ainda carrega e mantém uma carga de 10 minutos de limpeza. Compare isso com baterias de laptop que perdem alguns por cento de sua capacidade de carga a cada ano e você pode dizer Dyson realmente faz boa engenharia.o motor digital de Dyson é outro exemplo da importância do software e dos controladores digitais. À medida que avançamos para o futuro da Internet das coisas, são controladores como este que vão fornecer informações que melhoram o design de hardware e de software de controle. É fácil imaginar uma versão futura de tais motores que envia dados de volta para um serviço de nuvem que pode detectar os estágios iniciais de falhas, ou que pode enviar de volta rotinas de controle otimizadas com base no uso do seu dispositivo.é um admirável mundo novo quando a Engenharia Eléctrica tradicional se transforma em software.

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.