Diferença de desempenho do motor 1: velocidade/torque/tamanho
Existem todos os tipos de motores no mundo. Motores grandes e motores pequenos. Um motor que se move para frente e para trás em vez de girar. Um motor que, à primeira vista, não deixa claro por que é tão caro. No entanto, todos os motores são escolhidos por um motivo. Então, que tipo de motor, desempenho ou características o seu motor ideal precisa ter?
O objetivo desta série é fornecer conhecimento sobre como escolher o motor ideal. Esperamos que seja útil na hora de escolher um motor. E esperamos que ajude as pessoas a aprenderem o básico sobre motores.
As diferenças de desempenho a serem explicadas serão divididas em duas seções separadas, da seguinte forma:
Velocidade/Torque/Tamanho/Preço ← Os itens que discutiremos neste capítulo
Precisão de velocidade/suavidade/vida útil e manutenibilidade/geração de poeira/eficiência/calor
Geração de energia/vibração e ruído/contramedidas de exaustão/ambiente de uso
1. Expectativas para o motor: movimento rotacional
Um motor geralmente se refere a um motor que obtém energia mecânica a partir de energia elétrica e, na maioria dos casos, refere-se a um motor que obtém movimento rotacional. (Há também um motor linear que obtém movimento retilíneo, mas vamos omiti-lo desta vez.)
Então, que tipo de rotação você deseja? Você quer que ela gire com força, como uma furadeira, ou que ela gire fracamente, mas em alta velocidade, como um ventilador elétrico? Ao focar na diferença no movimento rotacional desejado, as duas propriedades, velocidade de rotação e torque, tornam-se importantes.
2. Torque
Torque é a força de rotação. A unidade de torque é N·m, mas no caso de motores pequenos, mN·m é comumente usado.
O motor foi projetado de várias maneiras para aumentar o torque. Quanto mais voltas o fio eletromagnético der, maior será o torque.
Como o número de enrolamentos é limitado pelo tamanho fixo da bobina, é utilizado fio esmaltado com diâmetro de fio maior.
Nossa série de motores sem escovas (TEC) possui 16 mm, 20 mm e 22 mm e 24 mm, 28 mm, 36 mm e 42 mm, além de 8 tipos de diâmetro externo de 60 mm. Como o tamanho da bobina também aumenta com o diâmetro do motor, é possível obter um torque mais alto.
Ímãs potentes são usados para gerar grandes torques sem alterar o tamanho do motor. Os ímãs de neodímio são os ímãs permanentes mais potentes, seguidos pelos ímãs de samário-cobalto. No entanto, mesmo se você usar apenas ímãs fortes, a força magnética vazará do motor, e a força magnética que vaza não contribuirá para o torque.
Para aproveitar ao máximo o forte magnetismo, um material fino funcional chamado placa de aço eletromagnética é laminado para otimizar o circuito magnético.
Além disso, como a força magnética dos ímãs de samário-cobalto é estável a mudanças de temperatura, o uso de ímãs de samário-cobalto pode acionar o motor de forma estável em um ambiente com grandes mudanças de temperatura ou altas temperaturas.
3. Velocidade (revoluções)
O número de rotações de um motor é frequentemente chamado de "velocidade". É o desempenho de quantas vezes o motor gira por unidade de tempo. Embora "rpm" seja comumente usado como rotações por minuto, também é expresso como "min-1" no sistema SI de unidades.
Comparado ao torque, aumentar o número de revoluções não é tecnicamente difícil. Basta reduzir o número de voltas na bobina para aumentá-lo. No entanto, como o torque diminui à medida que o número de revoluções aumenta, é importante atender aos requisitos de torque e revoluções.
Além disso, em altas velocidades, é melhor usar rolamentos de esferas em vez de rolamentos lisos. Quanto maior a velocidade, maior a perda de resistência ao atrito e menor a vida útil do motor.
Dependendo da precisão do eixo, quanto maior a velocidade, maiores os problemas relacionados a ruído e vibração. Como um motor sem escovas não possui escova nem comutador, ele produz menos ruído e vibração do que um motor com escovas (que coloca a escova em contato com o comutador rotativo).
Etapa 3: Tamanho
Quando se trata do motor ideal, o tamanho do motor também é um dos fatores importantes de desempenho. Mesmo que a velocidade (rotações) e o torque sejam suficientes, de nada adianta se não puder ser instalado no produto final.
Se você quiser apenas aumentar a velocidade, pode reduzir o número de voltas do fio, mesmo que seja pequeno, mas, a menos que haja um torque mínimo, ele não girará. Portanto, é necessário encontrar maneiras de aumentar o torque.
Além de usar os ímãs fortes mencionados acima, também é importante aumentar o fator de ciclo de trabalho do enrolamento. Já falamos sobre reduzir o número de enrolamentos do fio para garantir o número de revoluções, mas isso não significa que o fio esteja enrolado de forma frouxa.
Ao utilizar fios grossos em vez de reduzir o número de espiras, grandes quantidades de corrente podem fluir e um alto torque pode ser obtido, mesmo na mesma velocidade. O coeficiente espacial é um indicador de quão firmemente o fio está enrolado. Seja aumentando o número de espiras finas ou reduzindo o número de espiras grossas, ele é um fator importante na obtenção de torque.
Em geral, a saída de um motor depende de dois fatores: ferro (ímã) e cobre (enrolamento).
Data de publicação: 21 de julho de 2023
