As Máquinas Elétricas

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Para fazer o cálculo do torque produzido pelo motor temos que fazer uma série de contas, a começar para descobrir seu passo polar:

Tp= 3,14xDi/p

Onde:

Tp=passo polar

Di=diâmetro interno da bobina principal

P=numero de polos

No diâmetro das bobinas que fizemos ela é uma elipse de 22x12cm, então, para achar o diâmetro médio somei os 2 diametros e dividi por 2,

Que seria igual a :

(22+12)/2=17cm

Agora vamosao cálculo:

(3,14x17)/2=26,69

Agora calculamos o fluxo magnético estimado pela formula:

Fluxo = 2 x L x P x B

Onde:

p- profundidade da bobina

B= densidade do fluxo magnético, aproximadamente 15 500

L= longitude axial em cm

Fluxo =2 x 22 x 15500 x 2

Fluxo= 68200

Numero de espiras ideiais

It= (U x 10^^8)/(f x fluxo x 2,22 x K1 x K2)

K1= constant = 0,834

K2= constant = 0,866

It=365

Como são 2 bobinas, temos que divider esse valor por 2, assim

Numero e espiras = 365/2

=182 Seria o numero ideal que de espiras que este motor deveria possuir.

Sendo que a partida se dá com no mínimo a metade dessas espiras, algo comprovado

No ensaio prático.

Por fim, calculamos o tamanho da bitola pela fórmula

S= I/D

Onde S= área transversal

D=densidade da corrente

I= corrente

Nos testes, a corrente no secundário chegou a 5 amperes, e a densidade varia entre 2 a 7 amperes

Para o cobre,portanto:

S=5/5=1.

Nos testes com o rotor travado, nos atentamos ao seguintes detalhes:

O escorregamento do motor s=1, o que implica que seu circuito equivalente é igual ao demonstrado na figura:

[pic 6]

Afim de termos um norte, peguei uma citação de uma apostila que encontrei para facilitar os cálculos:

[pic 7]

E, em nossas análises com o motor travado chegamos aos seguintes cálculos:

Ensaio com o motor vazio:

Como o motor é vazio, o escorregamento é próximo de zero, nesse caso a RXI2/2 é muito alta, podenso o circuito ser considerado aberto.

Novamente coloco o esboço dos calculos nesse trabalho afim de facilitar a compreensão, tirados das páginas da apostila:[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Uma coisa boa para se lembrar é que, como nosso motor é caseiro, usamos a tabela da ABNT em relação a constante K para motores de categoria D, que é K=0,78 e então, temos:

Para medir a velocidade do motor. Fizemos um circuito relativamente simples, usando o microcontrolador atmega 328p da plataforma arduino calibrado com um sensor reflexivo tcrt.

[pic 11]

Onde o funcionamento deste sensor se dá pela refração da luz encima do sensor, ele manda um nível lógico baixo toda vez que isso acontece. Calibrando esse dado a incrementação de uma variável no arduino, podemos facilmente achar a rpm do motor e exibi-la num display lcd. Assim veremos em tempo real o andamento do projeto. Também tomei a liberdade de acionálo pelo celular através do modulo bluetooth, bem como usar um aplicativo do google play para graficar os dados do mesmo.

O circuito todo podemos ver na figura seguinte:

[pic 12]

O código usado para medir rpm e o acionamento pelo celular está descrito aqui embaixo:

#include

#include

#define SLAVE01 0x1

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display

int ledPin = 13; // IR LED connected to digital pin 13

volatile byte rpmcount;

unsigned int rpm;

unsigned int rps;

unsigned long last;

int liga=6;

int milisegundos=3000;

int luz= 10;

int nPalas=1;

int sens=1000;

boolean limpa=false;

boolean limpa1=false;

void rpm_fun()

{

rpmcount++;

}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

lcd.init(); // initialize the lcd

// Print a message to the LCD.