Laboratório de maquinas e acionamentos elétricos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI

CAMPUS ALTO PARAOPEBA

ENGENHARIA MECATRÔNICA

Laboratório de maquinas e acionamentos elétricos

Memorial de cálculos do pórtico para içamento e translação de cargas

Professor: Leonardo Adolpho Rodrigues da Silva

Aluno: Maxuel Lisboa Vieira matricula: 124450010

Atividades de transporte e levantamento de cargas pesadas estão sempre presentes nas operações de montagem. Nos foi dado um projeto de um pórtico para içamento e translação de cargas, que tem como ideia principal facilitar o trabalho de pessoas que passam o dia inteiro carregando cargas pesadas, para isso utilizamos dois motores trifásicos além de transmissões (correias, polias, correia dentada e coroas) e módulos para controle (inversores e potenciômetros).

As especificações do projeto são:

Içar uma carga de 200 kg a uma velocidade de 7 m/min (0,11 m/s).

Transladar essa carga com velocidade de 1m/s e com tempo de frenagem de 2 s.

Primeiramente, foi necessário realizarmos alguns ensaios com os motores do laboratório:

Ensaio a vazio, que consiste em ligar o motor sem nenhuma carga e analisar a os resultados.

Ensaio de rotor bloqueado, com o rotor bloqueado, ligamos o motor e fizemos as medidas e analises dos parâmetros.

Com isso encontramos os parâmetros dos motores do laboratório e podemos escolher o motor para a translação e para o içamento.

Translação

Nós começamos utilizando um motor de 0,5 cv, que segundo nossos cálculos e um teste de tração realizado no pórtico, teria torque o suficiente para a translação, porem por causa dos atritos e outros problemas de peças esse motor não foi capaz de transladar o pórtico. O motor é acoplado ao sistema por meio de polias a uma razão de 1:11, uma vez que o torque no motor deve ser multiplicado e a velocidade reduzida, porem como o torque no último estágio da transmissão era muito alto, a correia deslizava na polia ocorrendo perda. Para resolver esse problema, trocamos o ultimo estagio por coroa e correia dentada.

Figura 1: Transmissão de translação.

A seguir alguns dos cálculos e gráficos de simulações realizadas nesse motor.

A VAZIO BLOQUEADO

748Var 171 Var

1.94A 2.02A

222V 66.2V

125W 169W

0.17(FP) 0.69(FP)

Medimos a resistência do estator R_sY=18,4Ω

R_sΔ=R_sY/3=18,4/3=6,133Ω

P=3(R_s+R_r)|i_r |^2

R_r=P/3 1/|i_r |^2 - R_s

R_r=169/3 1/|2,02|^2 - 6,133=7,74Ω

Q=3〖.ω〗_e (〖Ll〗_s+〖Ll〗_r)|i_r |^2

〖Ll〗_s+〖Ll〗_r=Q/(3〖.ω〗_e.|i_r |^2 )

〖Ll〗_s+〖Ll〗_r=171/(3(377).|2,02|^2 )=0,042H

〖Ll〗_s=〖Ll〗_r=21mH

M=Q/(3〖.ω〗_e.|i_s |^2 )-〖Ll〗_s=748/(3(377).|1,94|^2 )-0,021

M=154,7mH

Com isso geramos os gráficos:

Figura 2: corrente de estator.

Figura 3: Torque Eletromagnético

Com um ensaio simples de tração encontramos o troque mínimo para a translação, 120 N.

Figura 4: Exemplo de ensaio de tração.

12 kg*9.81m/s^2=120 N

120 N*0.12m=14.1 Nm

2.01*11=22.11 Nm

22.11Nm-14.4Nm=7.71 Nm

Os cálculos mostram que seria possível a translação sem carga, porém não com carga.

Depois disso voltamos aos cálculos, para transladar seria necessário um motor com mais torque nominal, o que tínhamos disponível no laboratório era o de 1,5 cv, com torque nominal 6.4 Nm, e com alguns cálculos provamos que esse seria suficiente para a translação do pórtico içando 200kg.

T_est=14.4Nm

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