Nas últimas décadas, os veículos elétricos (VE) surgiram com o propósito de reduzir o consumo de combustíveis fósseis e, hoje, são uma das principais soluções para atender a demanda mundial de redução de energia dos sistemas de transporte, pois oferecem baixo impacto ao meio ambiente, alta eficiência energética e baixo ruído. Desse modo, a escolha do motor elétrico é fundamental no projeto de sistemas de propulsão elétrica veicular. Atualmente, o mercado é dominado por motores com ímãs permanentes de terras raras. Entretanto, o elevado custo das terras raras e a incerteza da sua disponibilidade, tem despertado o interesse em motores de excitação elétrica para uso em tração. Máquinas com excitação elétrica têm melhor desempenho na região de enfraquecimento de campo em comparação aos motores de ímãs permanentes, por conta de sua capacidade de variar e controlar a corrente de excitação. Além disso, a possibilidade de desligar a excitação em caso de falta evita a circulação de correntes de curto-circuito. Assim sendo, este trabalho tem o propósito de apresentar o estudo de um motor brushless livre de ímãs permanentes. Por conseguinte, este trabalho é composto por uma revisão de literatura de máquinas de excitação elétrica que vêm sendo propostas para uso em tração veicular, o modelo matemático do motor brushless sem ímãs permanentes, com base no modelo matemático de um motor brushless de força contra eletromotriz (FCEM) trapezoidal e a simulação em 3D do motor brushless sem ímãs permanentes pelo método dos elementos finitos.

In the last decades, electric vehicles (EV) emerged for the purpose of reducing fossil fuels consumption and, currently, they are one of the main solutions to meet the global energy reduction demand of transportation systems, since they offer low environmental impact, high energy efficiency, and low noise. Thus, the choice of the electric motor is fundamental in the design of electric vehicular propulsion systems. Currently, the markets prevalence is permanent-magnet rare earth motors. However, the high cost of the rare earth elements, and the uncertainty of their availability has been arising the interest in electrically excited traction motors. Electrically excited machines have better field weakening performance compared to permanent magnet motors due to their capability of variation and control of the excitation current. In addition, the possibility of turning off the excitation current in the presence of a fault prevents short-circuit current circulation. Therefore, this work aims to present the study of a permanent-magnet free brushless motor. Hence, this work consists of a literature review of electrically excited machines that have been proposed for vehicle traction, the mathematical model of the permanent-magnet free brushless motor, based on the mathematical model of a brushless motor with trapezoidal Counter-electromotive Force (CEMF), and the 3D simulation of the permanent-magnet free brushless motor through the finite element method.