Torque de partida do motor

Calcule o torque de partida (parada) do motor DC, a corrente de parada, a velocidade sem carga e a potência máxima na partida.

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Fórmula

T_s = Kt × V/R, I_s = V/R

Kt — Torque constant (N·m/A)

R — Winding resistance (Ω)

Como Funciona

O torque de partida é a força rotacional que um motor deve superar para acelerar a carga do repouso à velocidade operacional. Ele deve exceder o torque de atrito estático (torque de ruptura) mais o torque necessário para acelerar a carga combinada e a inércia do rotor do motor. O torque de aceleração é T_accel = J_total × α, onde J_total é a inércia total refletida (kg · m²) e α é a aceleração angular necessária (rad/s²). A classificação de torque de partida selecionada pelo motor deve exceder T_breakaway + T_accel com uma margem de segurança adequada (normalmente 1,5—2 ×).

Exemplo Resolvido

Um transportador deve atingir 200 RPM em 2 segundos. A inércia da carga no eixo do motor (refletida pela caixa de engrenagens) é de 0,05 kg · m². A inércia do rotor do motor é de 0,005 kg · m². O torque de atrito estático é de 1,2 N · m.

Etapa 1 — Aceleração angular necessária:

α = ω/t = (200 × π/30)/2 = 20,94/2 = 10,47 rad/s²

Etapa 2 — Inércia total:

J_total = J_load + J_motor = 0,05 + 0,005 = 0,055 kg · m²

Etapa 3 — Torque de aceleração:

T_accel = J_total × α = 0,055 × 10,47 = 0,576 N · m

Etapa 4 — Torque inicial total necessário:

T_start = T_fricção + T_accel = 1,2 + 0,576 = 1,776 N · m

Etapa 5 — Seleção do motor com fator de segurança 2×:

T_motor_min = 1,776 × 2 = 3,55 N · m de torque inicial nominal

Resultado: Selecione um motor com pelo menos 3,55 N·m de torque inicial. Se somente o torque contínuo estiver disponível, certifique-se de que a especificação de torque inicial (geralmente 1,5 a 2,5 × contínua) atenda a esse requisito.

Dicas Práticas

✓Para cargas de alta inércia (volantes, ventiladores grandes), considere um perfil de partida suave ou de rampa para limitar o pico de corrente de partida e o choque mecânico em acoplamentos e caixas de engrenagens
✓Teste experimentalmente o torque de ruptura — coloque uma chave de torque no eixo de saída e meça o torque necessário para iniciar a rotação a partir de uma parada a frio, que é sempre maior do que o atrito de operação a quente
✓Os motores DC de ímã permanente e os motores BLDC normalmente têm torque de partida igual ao torque de parada, tornando-os adequados para partidas de alta inércia em comparação com motores de indução cujo torque de partida é limitado

Erros Comuns

✗Negligenciando o atrito de separação estático, que pode ser 3 a 5 vezes maior do que o atrito de operação em aplicações com vedações, graxa ou longos períodos de paralisação
✗Usando torque nominal contínuo em vez de rotor bloqueado ou torque de pico para iniciar cálculos — eles podem diferir de 2 a 3 vezes
✗Esquecer de refletir a inércia da carga através do quadrado da relação de transmissão (J_reflectido = J_Load/GR²) quando o codificador ou motor está no lado de entrada de uma caixa de engrenagens

Perguntas Frequentes

Qual é a diferença entre torque de partida e torque de parada?

O torque de parada é o torque máximo que um motor pode produzir em velocidade zero quando acionado na tensão nominal — é uma característica do motor. O torque inicial é o torque exigido pela aplicação para iniciar a rotação — é uma característica da carga. O torque de parada do motor deve exceder o torque inicial necessário da carga para que o sistema dê partida.

Como um motor de partida star-delta reduz o torque de partida?

Na conexão em estrela, cada enrolamento do motor vê 1/√3 da tensão da linha, reduzindo o torque para 1/3 do torque de partida em linha direta (DOL). Isso também reduz a corrente de irrupção para 1/3 do DOL. O motor de partida muda de estrela para delta quando o motor se aproxima da velocidade máxima. Isso só é adequado quando o torque de carga na inicialização é menor que 1/3 do torque de carga total.

Posso usar um motor de corrente contínua em vez de um motor de indução de corrente alternada para uma aplicação de alto torque de partida?

Os motores DC e BLDC de ímã permanente produzem torque máximo em velocidade zero, tornando-os inerentemente adequados para aplicações de alto torque de partida. Os motores DC enrolados em série também produzem um torque de partida muito alto. Os motores de indução AC requerem equipamento star-delta, autotransformador ou soft starter para aumentar a capacidade de torque de partida acima dos valores de linha direta.

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