Desenvolvimento de uma bancada para medição automatizada de potência mecânica em motores elétricos de alta rotação e baixo torque

Abstract

O motor elétrico empregado tem significativa participação no desempenho operacional de um compressor de refrigeração. Para diminuir custos e aumentar desempenho, há constante trabalho de P&D em compressores. Atualmente, uma linha de pesquisa em compressores que se destaca é a que busca redução de tamanho e aumento da frequência de operação. Isso leva à necessidade de caracterização operacional de motores de baixo torque e alta frequência rotacional. Torque e frequência rotacional são grandezas mecânicas que estão diretamente associadas ao desempenho de máquinas rotativas. Tais medições são utilizadas, tanto na fase de projeto, como na de controle de qualidade. Um bom conhecimento das características estáticas e dinâmicas do motor auxilia nas decisões de projeto dos demais componentes do compressor. A inexistência no mercado de sistemas de ensaios adequados metrológica e operacionalmente para motores com tal aplicação, motivou a exploração do tema nesta dissertação. Foi proposto o desenvolvimento de um sistema automatizado para a medição indireta de potência mecânica, através do torque e da frequência rotacional, em motores de baixo torque e de alta rotação. Realizou-se um estudo das diferentes tecnologias para a medição de torque e frequência rotacional com baixa incerteza. A partir das mais promissoras, fez-se a análise de adequação das alternativas disponíveis e a seleção e aquisição da instrumentação. Trabalho semelhante foi realizado para seleção dos módulos de aquisição de sinais e controle. No âmbito deste trabalho foi desenvolvido, em LabVIEW, um sistema completo de ensaio automatizado e de medição e monitoramento das condições de alinhamento do motor na bancada, que apresentou desempenho operacional plenamente adequado ao objetivo proposto. A partir da avaliação das incertezas, comprovou-se que o sistema atingiu um comportamento metrológico muito superior aos requisitos estabelecidos.