terça-feira, 12 de março de 2013

TESTES EM MOTORES ELÉTRICOS DE CORRENTE CONTÍNUA

COMO DETECTAR SE O NÚMERO DE ESPIRAS ESTÁ CORRETO OU SE HÁ CURTO ENTRE ESPIRAS DE BOBINAS 

How  you can identify the correct number of turns in a direct current motor

SÉRGIO MORALES



TENSÃO INDUZIDA
 Induction Voltage

Como nosso objetivo é propiciar a todos vocês condições de teste em motores elétricos utilizando processos e equipamentos muito simples, neste caso também vamos oferecer a vocês meios bem simples e econômicos para testarem as espiras de bobinas de motores elétricos de corrente contínua.

As our goal is to provide you all conditions of test in a DC electric motors using very simple equipment and processes, in this case we will also offer you an easy and economical means to test the coils of DC motors.
Iniciaremos por mostrar desenhos de motor de corrente contínua, a começar pelo estator, coforme se vê nas figuras abaixo. 

We will start by showing  you  drawings of DC motor, begining with the stator, as you can see in the figures below.
Nesse caso, desenhamos um motor CC de quatro polos, onde aparecem 4 bobinas de polo e 4 bobinas interpolo.

In this case, we have designed a four-pole DC motor, which appear 4 coils and 4 pole coils interpole.

Fig. 1 - Carcaça de motor CC
A DC Motor frame


        

Fig. 2 - Carcaça seccionada de motor CC
A sectioned  DC motor frame


Para melhor compreensão e acompanhamento do aluno, mostramos os componentes do motor de corrente contínua que serão alvos de nosso teste de tensão induzida.
For your better understanding and monitoring, we will show  you a DC motor components,  which will be our aim in this  test

Na fig. 2 mostramos a mesma carcaça seccionada para que o aluno tenha uma visão como é esse motor por dentro.
In fig. 2 we show you the same motor frame sectioned, so that you have a vision how is this engine inside.

Fig. 3 - Bobina de Polo
Pole Coil





Fig. 4  Bobina de Interpolo
Interpole Coil



Na fig. 3 mostramos uma bobina de polo e  na fig. 4, mostramos uma bobina de interpolo.
             In fig. 3 we show you a pole coil and in the fig 4 we show you a interpole coil


 

Essas bobinas estão fixadas nas sapatas polares, constituidas de chapas de aço silício prensadas, nos formatos mostrados nas figuras 5 e 6 abaixo.
These coils are fixed in the pole shoes, consisting of laminated silicon steel plates pressed in the form shown in Figures 5 and 6 below.

Fig. 5 Sapata polar interpolo
Interpole shoe
Fig. 6 Sapata polar polo
Pole Shoe
Agora que já conhecemos os componentes do motor CC que serão alvo de nosso teste, vamos mencionar os dispositivos que você precisa ter em mãos para inicial os testes.
Now that you know the components of the DC motor which will be our subject , we mention the devices you need to start the test

Não se impressione com a relação abaixo. São equipamentos de baixo custo e dois deles você mesmo pode fabricá-los.
Don´t be impressed with the cost of the list below. They are low-cost equipment and two of them you can even manufacture by yourself

Equipamentos necessários:
Your equipments
       
        Você precisa ter em mãos os seguintes equipamentos:

        You need  to have in your hands the folowing equipments
        - Uma fonte de baixa tensão AC regulável
          (Regulador de Tensão AC para até 50A
        - Uma fonte de alta tensão AC regulável
        - Um Voltímetro Analógico
        - Uma bobina para baixa corrente
        - Uma bobina para alta corrente 


        - An adjustable low  voltage AC source for up to 50A 
        - An adjustable high voltage AC source
        - An Analogic Voltmeter
        - One low current coil
        - One high current coil

Para bobinas de motores ou geradores  que precisam de uma  corrente baixa para gerar um fluxo magnético mensurável, você deverá utilizar o Regulador de Tensão  AC para até 50A e a bobina de corrente baixa.
Coils for motors or generators that need a low current to generate a magnetic flux measurable, you should use the AC Voltage Regulator up to 50A and one coil of low current
 

Para bobinas de motores ou geradores que precisam de uma corrente alta  para gerar um fluxo magnético que gere uma tensão mensurável, você deverá utilizar uma fonte de alta tensão AC regulavel e uma bobina de corrente alta.
Coils for motors or generators that need a high current to generate a magnetic flux measurable, you should use one AC high voltage source and one coil of high current

Quando for efetuar o teste de Tensão Induzida em bobinas de motores ou geradores, verifique, antes, qual a corrente necessária para gerar o fluxo magnético que gere uma tensão mensurável, isto é, o fluxo magnético apropriado que gere uma tensão na bobina, possivel de ser facilmente medido por um voltímetro analógico.
Before performing an induced voltage test in  a motor coil or generator, you must verify what kind of current is required to generate the magnetic flux that generate a measurable voltage,
that is, the magnetic flux that generates a proper voltage in the coil, in order to  be easily measured by a voltmeter analog.



Fig.7 - Bobinas de alta e baixa corrente, funcionando como secundário de transformador no testes de Tenão Induzida
Coils  of high and low current, functioning as if they where the secondary of a transformer in one induced voltage test.
Certamente a bobina de baixa corrente terá que ter um  grande número de espiras com condutor de pouquíssima área, ao passo que a bobina de alta corrente terá que ter um menor número de espiras com condutor de maior área.
As you will note, the coil of low current has a large number of turns with a conductor of  very small area , while the coil of high current  has a small number of turns with a conductor of  a large  area
 

Construa você mesmo essas duas bobinas. É simples e fácil.
Take a little time of yourself and  try to build up  these two  kind of coils  . It's simple and easy
 

 Além disso, as bobinas de baixa ou alta corrente deverão ter um tamanho físico que permita ficarem inteiramente dentro da superfície da sapata,   isto     é, que seu tamanho seja sempre inferior ao tamanho da sapata polar
In addition, the coils of low or high current must have a physical size that allows them remain entirely within the surface of the  pole shoe, that is, their  size is always smaller than the size of the pole shoes.



APLICANDO TESTE DE TENSÃO INDUZIDA PASSO A PASSO
Applying induced voltage test  STEP by STEP
    

Antes de iniciar os testes você deverá saber que:
Ao aplicar uma tensão AC num circuíto elétrico de bobinas de motores ou geradores CC, você vai gerar uma corrente que por sua vez gera um fluxo magnético o qual provoca o aquecimento de todo conjunto de bobinas.
Before starting the test, you should know that applying an AC voltage in the electric circuit  of coils of DC motors or generators,  will generate a current which, by their turn will generate a magnetic flux that  will heat  the entire set
            

Assim, você terá que tomar todo cuidado para que essa corrente não seja     demasiadamente alta  e que a duração do teste não seja por muito tempo, pois, do contrário, você provocará o sobreaquecimento do conjunto que está sendo testado e acarretará danos ao isolamento.
So you will have to take care to control this current, in order to make it neither too high nor lasting too much, because, otherwise, you will cause overheating of the set being tested and will cause damage to insulation
 

Você deve saber, ainda, se o circuito elétrico CC que você vai testar exige uma corrente alta ou uma corrente baixa para gerar um fluxo magnético mensurável.
You should know, yet, if the DC circuit that you will test requires a high or low current to generate a measurable magnetic flux 

Conhecendo esses dados, você pode selecionar os equipamentos que vai usar, ou seja: 
Knowing this data, you can select the equipment you will use, ie:
 

1-Se vai usar  o Regulador de Tensão AC para 50A e Bobina para baixa corrente.
1-If you are planing to use a Voltage Regulator up to 50A and a AC coil of low current.
                                                       or 
2-Se vai usar uma fonte de alta tensão regulável e Bobina de alta corrente
1-If you are planing to use an adjustable high voltage source and  a coil of high  

   current
 

Em ambos os casos, você vai utilizar um voltímetro analógico para medir a tensão de saída 
In both cases, you will use an analog voltmeter to measure the output voltage

Como a tensão de saída das bobinas de alta ou baixa corrente é sempre  baixa, você deve colocar o voltímetro analógico numa escala baixa.  
As the voltage output of both coils is always low,  you should put the analog voltmeter in one low scale.

Passo 1
Step 1         

Conecte os cabos da fonte de alimentação aos cabos de saída do circuito que está sendo testado.
Connect the cables from the power supply to the cables of the circuit being tested.
 
Conecte os cabos de saída da bobina de baixa ou alta corrente à entrada do voltímetro.
Link the output cables  of the coils to the input of the voltmeter.

Regule a escala do voltímetro para uma escala apropriada para visualização da leitura.
Set the voltmeter scale to an appropriate scale for better viewing reading


Passo 2
Step 2

 
Ligue a fonte de tensão AC e comece a gerar a corrente no circuito que está sendo testado.
Connect the AC voltage source and start generating current in the circuit being tested.
 

Coloque a bobina de alta ou baixa corrente exatamente no centro da sapata polar da bobina que está sendo testada.
Place the coil, high or low, exactly in the center of the pole shoe of the coil being tested.
 
Verifique no voltímetro a tensão que está sendo gerada.
 Check  the voltage being generated in the voltmeter

Nota:    
Note:

Se você deslocar a bobina de baixa ou alta corrente para a direita ou esquera, você notará que a tensão do voltímetro aumentará. 
If you move the coil to the right or left side, you will notice an voltage increase in the voltmeter 

Se deslocar para frente ou para trás, a tensão também  aumentará.
If you move forward or backward, the voltage will also increase.

Você saberá que a bobina está perfeitamente no centro quando a tensão ficar estabilizada no valor mais baixo.
You will know that the coil is perfectly in the center when the voltage is stabilized on the lower value

Passo 3
Step 3
 

Estando seguro que a bobina de alta ou baixa corrente está exatamente no centro da     sapata polar, registre a tensão de saída da bobina que está sendo medida no voltímetro analógico.
Since you are sure that the coil was placed exactly in the center of the pole shoe, record the output voltage that the analog voltmeter is showing.
 

Passe a bobina de baixa ou alta corrente para a sapata seguinte e proceda da mesma forma como o fez na primeira sapata.
Move the coil for the next pole shoe and proceed in the same way as  you did in the first pole shoe

Anote os valores medidos e assinalados no voltímetro analógico.

Always take notes of the values ​​measured and indicated in analog voltmeter.

Testando bobina de interpolo
Interpole Coil being tested

Testando bobina de polo
Pole Coil beijng tested

As fotos das figuras acima mostram o teste de tensão induzida sendo realizado em bobinas de interpolo e polo de estator de motor de corrente contínua.

The above fotos show the test being conducted in a coil induced voltage interpole and  in one stator pole of a DC motor 



Conclusão do teste:
Conclusion of the test:
 

Se em todas as bobinas do circuito foram encontradas as mesmas  tensões, significa que    todas as bobinas do circuito estão com o  mesmo número de espiras e não há curto entre as mesmas.
If  in all coils you tested you  found the same voltages, it means that all coils that there are on the circuit has the same number of turns and there are no short circuit between them
 

Se uma bobina apresenta valor diferente, significa que esssa bobina pode estar apresentando curto entre espiras ou não conter o mesmo número de espiras que as demais.
If a coil has different value, it means that may exist a short circuit  between turns of the coil  or the coil don´t contain the same number of turns as the others.
 

Em quaisquer dessas situações de não conformidade, a bobina ou bobinas que se diferenciarem das demais deverá ser substituida por outra ou, então,  deve ser recuperada.
In any of these situations, the coil or coils that are different from the others,  must be replaced or retrieved.
 

É importante que ao executar o teste de tensão induzida, você o faça seguindo rigorosamente todos os passos e o faça com a máxima  acuidade.
It´s very important that when you are running the test voltage induced, you  follow strictly all the steps and do it with the utmost accuracy
 

Se detectar não conformidade em alguma bobina do circuito, repita o teste e assegure-se    que efetivamente não houve erro no teste realizado.
If you detect no compliance in some coil circuit, repeat the test and make sure that effectively there was no error in the test conducted

Como dissemos no início, nosso objetivo é que você faça os testes de maneira simples e econônica.
As we said earlier, our goal is that you can test coil of a DC motor in a simple and economical way

Existem equipamentos que executam esse mesmo teste de forma rápida e com muita facilidade. 
There is equipment that perform this same test quickly and easily, but in that case you have to spend a lot of money to get it

Tudo é uma questão de investimento.
Everything is a matter of investment !!!

July 26, 2013
















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