Esta é uma pergunta difícil de responder. A Diretriz de baixa tensão define a baixa tensão entre 50 e 1000 Vca, ou 120 e 1500 Vcc, que é baseada na tensão da rede usada para alimentar o sistema elétrico e está de acordo com os regulamentos IEC específicos sobre segurança e risco de choque e arco voltaico. No entanto, quando falamos de motores de baixa tensão no contexto de servomotores, a baixa tensão é focada em aplicações operadas por bateria. Enquanto os motores sem escova padrão da indústria são normalmente operados entre 120 e 480 Vca, os servomotores de baixa tensão são otimizados em tensões que variam entre 24 e 96 Vcc. Por definição, as tensões nesta faixa são consideradas pela IEC como sendo da categoria Tensão extra baixa (ELV, Extra Low Voltage).
O que define um motor de baixa tensão?
Um servomotor é alimentado por um drive que obtém energia de uma fonte AC ou DC. Dois parâmetros específicos do motor determinam as características de velocidade/torque do motor: a força contra-eletromotriz (back EMF - Kb) medida em Volts/krpm e a sensibilidade de torque (Kt) medida em Nm/A. A velocidade do motor está diretamente relacionada com a tensão aplicada, e o torque do motor está diretamente relacionado à corrente aplicada. Essas duas características são diretamente afetadas por quantas voltas de fio são usadas nas bobinas do motor, com o enrolamento do motor normalmente otimizado para a tensão pretendida para a aplicação. Um motor pode operar em tensões até sua capacidade de tensão máxima, que é baseada no sistema de isolamento usado na construção do motor.
Exemplo: um motor de 2000 rpm com torque nominal de 5 Nm utilizará enrolamentos com 10 voltas por bobina com tensão nominal de 170 Vcc e corrente nominal de 10 A. Se este motor fosse alimentado com 85 Vcc e nenhum ajuste fosse feito no enrolamento, ele só seria capaz de executar 1000 rpm a 5 Nm (assumindo que a mesma corrente estivesse disponível na tensão mais baixa). Para operar no mesmo nível de potência com uma tensão menor, o enrolamento do motor seria ajustado reduzindo o número de voltas (5 voltas por bobina) para atingir 2000 rpm a 85 Vcc. No entanto, isso altera as características de sensibilidade de torque do motor e, para atingir 5 Nm de torque a 2.000 rpm com 85 Vdc, agora serão necessários 20 amperes.
Considere as aplicações típicas operadas por bateria, como veículos operados remotamente (ROVs) ou robótica, onde são utilizadas tensões de 24 a 96 Vcc. O servomotor precisaria conter enrolamentos otimizados para atender o ponto de carga na tensão aplicada específica e na corrente disponível. Essas aplicações são ideais para soluções de motores de baixa tensão, uma vez que os requisitos de aplicação são tipicamente velocidades mais baixas e torque mais alto. No entanto, um motor de baixa tensão também pode ser aplicável para operação em velocidades mais altas se os enrolamentos do motor forem otimizados para operação eficiente na velocidade, torque, tensão e corrente nominais.
