Por Lauren Nagel
A «resistência do enrolamento» é um valor que provavelmente já viu numa ficha técnica de um motor elétrico. Pode não ser a primeira coisa que procura, mas pode ser útil.
Neste artigo vamos explicar o que este valor representa e como o pode utilizar para beneficiar o seu projeto.
Índice
- O que é a resistência do enrolamento do motor
- Resistência do enrolamento e desempenho do motor
- Teste da resistência do enrolamento do motor - com um ohmímetro
- Como utilizar a resistência do enrolamento do motor no seu projeto
1. O que é a resistência do enrolamento do motor
A resistência do enrolamento do motor é uma propriedade fundamental das bobinas de fio que compõem o estator e o rotor de um motor elétrico. É uma medida do grau em que as bobinas de fio impedem a passagem da corrente elétrica através delas.
A resistência do fio faz com que parte da energia elétrica seja convertida em calor, o que está associado a uma menor eficiência do motor. Além disso, este calor pode fazer com que o motor aqueça em excesso e acabe por avariar, razão pela qual é essencial garantir que a resistência do enrolamento se encontre dentro de um intervalo seguro.
A resistência do enrolamento é uma função do comprimento, da área da secção transversal (bitola) e da resistividade do fio utilizado nas bobinas, bem como do número de espiras da bobina. Também é afetada pela temperatura do motor, sendo que temperaturas mais elevadas resultam numa resistência maior devido ao aumento da vibração e da taxa de colisão dos iões metálicos.
Leitura adicional: Como funcionam os motores sem escovas & como os testar
2. Resistência do enrolamento e desempenho do motor
A resistência do enrolamento de um motor elétrico desempenha um papel fundamental na determinação das suas características de desempenho. Por exemplo, uma resistência do enrolamento mais elevada resulta numa menor potência de saída, numa menor eficiência e num aumento das perdas de calor.
Por outro lado, uma resistência do enrolamento mais baixa pode levar a um consumo excessivo de corrente, o que pode danificar o motor e os equipamentos associados. Portanto, é útil medir e monitorizar a resistência do enrolamento dos motores elétricos para garantir um desempenho ideal e evitar danos.
A resistência do enrolamento é normalmente determinada pela medição da tensão e da corrente no motor. A resistência é depois calculada utilizando a lei de Ohm, que estabelece que a resistência é igual à tensão dividida pela corrente.
Esta medição pode ser utilizada para detetar avarias na bobina, tais como curtos-circuitos ou fios partidos, e também pode ser utilizada para diagnosticar outros problemas no motor, tais como problemas nos rolamentos ou nos circuitos de controlo.
Leitura adicional: Como medir a eficiência de um motor sem escovas
3. Teste da resistência do enrolamento do motor
Uma forma simples de medir a resistência do enrolamento do motor é utilizar um ohmímetro/multímetro. Veja-se como se faz.
Como utilizar um multímetro para medir a resistência do enrolamento do motor:
- Desligue a alimentação do motor.
- Aceda ao enrolamento do motor: poderá ter de remover uma tampa ou desmontar o motor para aceder ao enrolamento.
- Identifique os terminais do enrolamento: consulte o esquema elétrico do motor ou as marcações nos terminais para identificar os pontos de início e fim do enrolamento.
- Ligue o ohmímetro/multímetro: se estiver a utilizar um multímetro, selecione a função de ohmímetro. Escolha o intervalo adequado para o valor de resistência esperado do enrolamento do seu motor. Se não tiver a certeza, comece pelo intervalo mais elevado e vá descendo.
- Ligue as pontas de prova: ligue as pontas de prova do medidor aos terminais do enrolamento. Certifique-se de que as pontas de prova estão bem contactadas e de que não existem curtos-circuitos.
- Passe uma corrente de teste pelo fio: o valor da corrente de teste deve ser selecionado de acordo com a corrente nominal do enrolamento. A corrente de teste não deve exceder 10% da corrente nominal do enrolamento.
- Leia a resistência: Anote o valor da resistência apresentado no medidor. Se o valor estiver dentro do intervalo recomendado pelo fabricante, é provável que o enrolamento do seu motor esteja a funcionar corretamente. Se o valor estiver fora do intervalo, poderá haver um problema com o enrolamento ou com o motor.
- Calcule a resistência do enrolamento: utilize a lei de Ohm para calcular a resistência do enrolamento. Para tal, divida a tensão aplicada ao enrolamento pela corrente resultante. Por exemplo, se a tensão nos terminais do enrolamento for de 10 volts e a corrente resultante for de 1 ampere, a resistência do enrolamento é de 10 ohms (R = V/I).
- Repita o teste: para garantir a precisão, é aconselhável repetir o teste algumas vezes e calcular a média das leituras.
Leitura adicional: Análise da potência e eficiência de motores sem escovas
4. Como utilizar a resistência do enrolamento do motor no seu projeto
Os fabricantes de motores elétricos fornecem a resistência do enrolamento de um motor como especificação para ajudar os clientes a compreender as características elétricas e as capacidades de desempenho do motor.
Aqui estão algumas das formas como pode utilizar a resistência do enrolamento do motor no seu projeto:
- Para criar um modelo do motor: a resistência do enrolamento pode permitir-lhe criar um modelo do seu motor, o que pode ser útil na fase de conceção. Para criar um modelo teórico adequado, também precisa de saber que tipo de enrolamento tem no seu motor (estrela ou delta). Na prática, verificámos que existem frequentemente diferenças significativas entre os modelos experimentais e teóricos (>30% de erro em determinadas medições), pelo que também recomendamos que teste os seus motores com um banco de ensaio de impulso para estimar o desempenho.
- Verificação do projeto do motor: os clientes podem verificar se o seu motor está em conformidade com as especificações de projeto e desempenho fornecidas pelo fabricante. Ao medir a resistência do enrolamento, os clientes podem verificar se a bitola do fio do motor, o número de espiras e outros parâmetros de projeto estão em conformidade com o que foi prometido.
- Otimização do desempenho do motor: a resistência do enrolamento pode ajudar os clientes a selecionar os circuitos de controlo e as características de carga adequados para obter o melhor desempenho. Por exemplo, uma resistência do enrolamento mais elevada pode resultar num aumento do aquecimento e numa menor eficiência, enquanto uma resistência mais baixa pode levar a um consumo excessivo de corrente e a danos no motor.
- Diagnóstico de avarias do motor: um desvio significativo do valor de resistência especificado pelo fabricante pode indicar uma avaria, como um enrolamento partido ou em curto-circuito.
- Seleção de uma combinação ideal de motor e hélice: os motores com maior resistência do enrolamento têm normalmente menos binário, mas podem girar mais depressa com hélices menores, enquanto os motores com menor resistência têm mais binário e são mais adequados para hélices maiores.
- Cálculo da eficiência do motor: ao medir o consumo de corrente e a tensão nos terminais do motor, o construtor do drone pode calcular a potência consumida pelo motor. A resistência do enrolamento pode ser utilizada para calcular a potência dissipada em forma de calor. Ao comparar a potência consumida com a potência dissipada, o utilizador pode estimar a eficiência do motor.
Conclusão
Em resumo, a resistência do enrolamento do motor pode ser um valor útil para o seu projeto e é fácil de medir com um multímetro.
Pode ajudá-lo a selecionar a combinação adequada de motor e hélice, a conceber os circuitos de controlo do motor, a identificar avarias no motor e a calcular a eficiência do motor.
Ao considerar a resistência do enrolamento juntamente com outras características elétricas, os construtores de drones podem otimizar o desempenho do seu drone e promover um funcionamento fiável.
Se pretender começar a caracterizar os seus motores elétricos, consulte as nossas ferramentas de teste de motores:
- Series 1585 - mede até 5 kgf de impulso / 2 Nm de binário
- Flight Stand 15 - mede até 15 kgf de impulso / 8 Nm de binário
- Flight Stand 50 - mede até 50 kgf de impulso / 30 Nm de binário
- Flight Stand 150 - mede até 150 kgf de impulso / 150 Nm de binário
- Flight Stand 500 - mede até 500 kgf de impulso / 1500 Nm de binário