domingo, 18 de outubro de 2015
quinta-feira, 15 de outubro de 2015
Projeto da HOOTON TRYKES
Projeto muito bom para a tração direta. Utiliza motores hidráulicos diretamente nas rodas, sem a redução.
O projeto é do empresahootontrykes@gmail.com
Motor hidráulico:
Acelerador hidráulico: Válvula hidráulica pra pedal de freno
Ré:
No projeto é utilizado motor CC no sistema hidráulico. É só trocar por um CA.
Muito bom!
Com relação ao motor CC, existe uma única vantagem sobre o motor CA. É o controlador.
No controlador CC basta um transistor, um diodo e um PWM. No CA serão seis transitores, seis diodos, um PWM, um circuito de segurança pra não acionar dois transistores do mesmo “braço" e sensor de rotação para se ter torque. (pra se elevar o torque, não potência)
De resto só desvantagens. Mais caro, mais manutenção, necessita importação(pesado), sem peças de reposição aqui no Brasil e gasta muito mais energia pelo mesmo torque gerado e não atinge uma rotação alta como o CA.
E no seu projeto ainda tem um detalhe: Você vai acionar um sistema hidráulico. No meu entendimento sobre sistemas hidráulicos precisamos pressurizar a linha entre um máximo e um mínimo. O conjunto bomba hidráulica/motor fica o tempo todo ligado sem a necessidade de ajuste de rotação. Nesta situação onde não se necessita o controle da aceleração, basta ligar o motor e deixar ele chegar na rotação nominal. Não precisa de nenhum controle pra isso. Então o motor CA se adapta muito bem nesta situação.
E outro detalhe no seu projeto você especifica um motor de 60HP. E isso é potência e não torque. É simples elevar a potência de um pequeno motor CA (pra acionar uma bomba hidráulica então? Muito fácil). Num CC é impossível fazer isso.
Mas é claro que se estamos falando de um veículo e a energia elétrica virá de baterias, então não se tem trifásico e sim CC. Então por conta dos produtos que se encontra no mercado se opta por um CC.
O que temos hoje no mercado brasileiro para acionamento de um motor CA são inversores industriais que funcionam no mínimo em 220vca ou 250vcc. Portanto o sistema de baterias teria que ter a mínima tensão de 250vcc.
Isso é desvantagem? Acredito que não. Pois com mais tensão, menos corrente e a potência do seu banco de baterias ficaria a mesma.
Mas como devemos fazer o que sabemos e copiar o que não conhecemos. Vou manter a minha linha de raciocínio no CA e começar a ler um pouco mais sobre os motores hidráulicos.
Já andei rabiscando uns cálculos sobre tração direta. Motores CA diretamente acoplados às rodas dianteiras através das homocinéticas. http://acionamentodireto.blogspot.com.br
A dificuldade encontrada foi o tamanho/torque do motor elétrico necessário para partir o veículo do zero rpm. Não tem motor elétrico pequeno e forte o suficiente no mercado. É necessário o uso de redutoras.
Mas este motor hidráulico é suficientemente pequeno e forte pra dar continuidade ao meu projeto de tração direta. E por ter acionamento hidráulico, existe a facilidade no posicionamento dos motores por causa das mangueiras hidráulicas.
Muito bom o controle hidráulico da ré e da aceleração.
O projeto é do empresahootontrykes@gmail.com
Motor hidráulico:
Acelerador hidráulico: Válvula hidráulica pra pedal de freno
Ré:
Muito bom!
Com relação ao motor CC, existe uma única vantagem sobre o motor CA. É o controlador.
No controlador CC basta um transistor, um diodo e um PWM. No CA serão seis transitores, seis diodos, um PWM, um circuito de segurança pra não acionar dois transistores do mesmo “braço" e sensor de rotação para se ter torque. (pra se elevar o torque, não potência)
De resto só desvantagens. Mais caro, mais manutenção, necessita importação(pesado), sem peças de reposição aqui no Brasil e gasta muito mais energia pelo mesmo torque gerado e não atinge uma rotação alta como o CA.
E no seu projeto ainda tem um detalhe: Você vai acionar um sistema hidráulico. No meu entendimento sobre sistemas hidráulicos precisamos pressurizar a linha entre um máximo e um mínimo. O conjunto bomba hidráulica/motor fica o tempo todo ligado sem a necessidade de ajuste de rotação. Nesta situação onde não se necessita o controle da aceleração, basta ligar o motor e deixar ele chegar na rotação nominal. Não precisa de nenhum controle pra isso. Então o motor CA se adapta muito bem nesta situação.
E outro detalhe no seu projeto você especifica um motor de 60HP. E isso é potência e não torque. É simples elevar a potência de um pequeno motor CA (pra acionar uma bomba hidráulica então? Muito fácil). Num CC é impossível fazer isso.
Mas é claro que se estamos falando de um veículo e a energia elétrica virá de baterias, então não se tem trifásico e sim CC. Então por conta dos produtos que se encontra no mercado se opta por um CC.
O que temos hoje no mercado brasileiro para acionamento de um motor CA são inversores industriais que funcionam no mínimo em 220vca ou 250vcc. Portanto o sistema de baterias teria que ter a mínima tensão de 250vcc.
Isso é desvantagem? Acredito que não. Pois com mais tensão, menos corrente e a potência do seu banco de baterias ficaria a mesma.
Mas como devemos fazer o que sabemos e copiar o que não conhecemos. Vou manter a minha linha de raciocínio no CA e começar a ler um pouco mais sobre os motores hidráulicos.
Já andei rabiscando uns cálculos sobre tração direta. Motores CA diretamente acoplados às rodas dianteiras através das homocinéticas. http://acionamentodireto.blogspot.com.br
A dificuldade encontrada foi o tamanho/torque do motor elétrico necessário para partir o veículo do zero rpm. Não tem motor elétrico pequeno e forte o suficiente no mercado. É necessário o uso de redutoras.
Mas este motor hidráulico é suficientemente pequeno e forte pra dar continuidade ao meu projeto de tração direta. E por ter acionamento hidráulico, existe a facilidade no posicionamento dos motores por causa das mangueiras hidráulicas.
Muito bom o controle hidráulico da ré e da aceleração.
terça-feira, 2 de junho de 2015
Conjugado x força de resistência ao rolamento
Existem 5 forças que se opõem ao movimento do veículo:
De todas as forças acima que precisam ser vencidas para que o automóvel comece a se locomover, a principal é a força de rolamento.
Como as rodas do automóvel estão acopladas DIRETAMENTE ao eixo do motor, o motor precisa vencer esta força de rolamento para começar a girar seu eixo e o automóvel começar a se mover.
O automóvel começa a se mover no mesmo instante que o eixo do motor começa a girar e isto acontece no instante em que ainda não existe rotação no eixo do motor, no instante em que ainda não existe potência produzindo trabalho, no instante em que a corrente elétrica começa a circular pelos enrolamentos do estator, no instante em que o estator começa a produzir o campo girante, no instante em que o campo girante começa a induzir corrente no rotor, que se encontra parado, enfim, no instante ZERO.
Neste momento inicial, a única força que existe para vencer a força de rolamento que se opõe ao movimento é o conjugado de partida.
Existe então a necessidade de mensurar a força de rolamento contrária ao movimento para então calcular o conjugado de partida necessário.
Onde N é a força peso, considerando o veículo em solo nivelado. Força normal
Pode-se ter o valor exato da força resultante medindo a força necessária para começar o movimento usando uma balança de peixeiro amarrada ao parachoque. A força necessária será medida pela balança. A medida é normalizada para a força peso. Então multiplica-se o valor encontrado por 10. Que é a aceleração da gravidade e terá a força peso em Newton[N].
Amarrando a balança no carro e puxando, no momento que o carro andar, o valor encontrado deverá ser multiplicado por 10 e será encontrado a força resultante para se movimentar o veículo.
Esta Fr(força de rolagem) é multiplicada pelo raio da roda para se obter o conjugado necessário que o motor deverá superar para se iniciar o movimento.
O conjugado é o esforço necessário para girar o eixo do motor e vencer a Fr.
Esta situação é bem explicada no exemplo para levantar um balde em poço:
A força F que precisa ser aplicada à manivela depende do comprimento E da manivela. Quanto maior a manivela, menor será a força aplicada.
Se dobrar o tamanho da manivela, a força aplicada será diminuída pela metade.
Na figura, o balde pesa 20N e o diâmetro do tambor é 0,20m, a corda transmitirá uma força de 20N na superfície do tambor, isto é, a 0,10m do centro do eixo. Para contrabalancear esta força, precisa de 10N na manivela, se o comprimento E for de 0,20m. Se E for o dobro, isto é, 0,40m, a força F será a metade, ou seja 5N.
Então, para medir o “esforço” necessário para girar o eixo não basta definir a força empregada: é preciso também dizer a que distância do eixo a força é aplicada. O “esforço” é medido pelo conjugado que é o produto da força pela distância, F x E.
No exemplo, o conjugado vale:
C = 20N x 0,10m = 10N x 0,20m = 5N x 0,40m = 2,0Nm
Com o acionamento direto, não existe reduções que possam aumentar o torque de partida.
Portanto é necessário que os motores de indução sejam capazes de desenvolver o conjugado de partida diretamente nas rodas.
Segue tabela de conjugados necessários para algumas massas e algumas rodas.
O conjugado necessário para a massa em destaque é 9kgfm.
A configuração de acionamento direto exige o uso de dois motores. Então o conjugado de partida é dividido entre os dois motores.
Cp1 = 4,5kgfm Cp2 = 4,5kgfm
- Força de inércia, depende da massa do veículo e da variação da velocidade do veículo;
- Força gravitacional, depende da inclinação do terreno e da massa do veículo;
- Força aerodinâmica, depende da velocidade do vento e da velocidade e forma do veículo;
- Força de atrito das peças internas rotativas;
- Força de resistência ao rolamento.
De todas as forças acima que precisam ser vencidas para que o automóvel comece a se locomover, a principal é a força de rolamento.
Como as rodas do automóvel estão acopladas DIRETAMENTE ao eixo do motor, o motor precisa vencer esta força de rolamento para começar a girar seu eixo e o automóvel começar a se mover.
O automóvel começa a se mover no mesmo instante que o eixo do motor começa a girar e isto acontece no instante em que ainda não existe rotação no eixo do motor, no instante em que ainda não existe potência produzindo trabalho, no instante em que a corrente elétrica começa a circular pelos enrolamentos do estator, no instante em que o estator começa a produzir o campo girante, no instante em que o campo girante começa a induzir corrente no rotor, que se encontra parado, enfim, no instante ZERO.
Neste momento inicial, a única força que existe para vencer a força de rolamento que se opõe ao movimento é o conjugado de partida.
Existe então a necessidade de mensurar a força de rolamento contrária ao movimento para então calcular o conjugado de partida necessário.
- Força de resistência ao rolamento:
Fr(Força da rolagem) = (N) * (μ=0,015)
Pode-se ter o valor exato da força resultante medindo a força necessária para começar o movimento usando uma balança de peixeiro amarrada ao parachoque. A força necessária será medida pela balança. A medida é normalizada para a força peso. Então multiplica-se o valor encontrado por 10. Que é a aceleração da gravidade e terá a força peso em Newton[N].
Amarrando a balança no carro e puxando, no momento que o carro andar, o valor encontrado deverá ser multiplicado por 10 e será encontrado a força resultante para se movimentar o veículo.
Esta Fr(força de rolagem) é multiplicada pelo raio da roda para se obter o conjugado necessário que o motor deverá superar para se iniciar o movimento.
O conjugado é o esforço necessário para girar o eixo do motor e vencer a Fr.
Esta situação é bem explicada no exemplo para levantar um balde em poço:
A força F que precisa ser aplicada à manivela depende do comprimento E da manivela. Quanto maior a manivela, menor será a força aplicada.
Se dobrar o tamanho da manivela, a força aplicada será diminuída pela metade.
Na figura, o balde pesa 20N e o diâmetro do tambor é 0,20m, a corda transmitirá uma força de 20N na superfície do tambor, isto é, a 0,10m do centro do eixo. Para contrabalancear esta força, precisa de 10N na manivela, se o comprimento E for de 0,20m. Se E for o dobro, isto é, 0,40m, a força F será a metade, ou seja 5N.
Então, para medir o “esforço” necessário para girar o eixo não basta definir a força empregada: é preciso também dizer a que distância do eixo a força é aplicada. O “esforço” é medido pelo conjugado que é o produto da força pela distância, F x E.
No exemplo, o conjugado vale:
C = 20N x 0,10m = 10N x 0,20m = 5N x 0,40m = 2,0Nm
C = F . E (N.m)
Com o acionamento direto, não existe reduções que possam aumentar o torque de partida.
Portanto é necessário que os motores de indução sejam capazes de desenvolver o conjugado de partida diretamente nas rodas.
Segue tabela de conjugados necessários para algumas massas e algumas rodas.
O conjugado necessário para a massa em destaque é 9kgfm.
A configuração de acionamento direto exige o uso de dois motores. Então o conjugado de partida é dividido entre os dois motores.
Cp1 = 4,5kgfm Cp2 = 4,5kgfm
Assinar:
Postagens (Atom)