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Como Testar Motores (INS226a)

Os motores de corrente contínua (DC ou CC) e motores de passo se incluem na categoria dos componentes formados por bobinas. Assim, basicamente, o teste desses componentes se resumem nos testes de continuidade e curtos entre espiras de suas bobinas. Mais informações sobre o teste de componentes podem ser encontradas na série de livros “Como Testar Componentes” do autor

Os motores de corrente contínua são formados por uma ou mais bobinas que apresentam uma baixa resistência, a qual depende basicamente de sua potência e tensão de acionamento.

Na figura 1 temos o símbolo e aspecto deste tipo de componente.

 

Figura 1 – Motores de passo e DC
Figura 1 – Motores de passo e DC

 

 

Suas tensões de acionamento variam tipicamente entre 1,5 e 48 V e as correntes entre 5 e 500 mA. Isso resulta em resistências de bobinas entre poucos Ω a perto de 500 Ω no máximo.

Os motores de passo são basicamente de dois tipos, mostrados na figura 2.

 

Figura 2 – Motores de passo
Figura 2 – Motores de passo

 

 

O tipo de motor determina o número de bobinas. Esses motores têm tipicamente bobinas de 12 V com correntes que variam na faixa de 50 a 500 mA.

 

O que devemos testar

O teste básico que podemos fazer consiste em se verificar a continuidade da bobina, tanto no caso de motores comuns DC como de motores de passo.

No entanto podem ser realizados testes adicionais como, por exemplo, os que nos permitem avaliar a corrente drenada, torque, tensão nominal, além de outras características.

 

Instrumentos Usados no Teste

Provador de continuidade

Multimetro

Fonte de alimentação ajustável (0-12 V x 1 A)

 

Também podemos indicar o uso de instrumentos mecânicos como o dinamômetro para a medida do torque ou mesmo o estroboscópio, osciloscópio com arranjos especiais e freqüencímetros, para a medida da velocidade (rpm).

 

Que Motores podem Ser Provados

Podem ser testados motores de corrente contínua e motores de passo de 1,5 a 48 V com correntes na faixa de 10 mA a 1 A tipicamente.

Para os motores de passo os tipos de duas e quatro fases podem ser testados.

Também se incluem nos testes os motores que possuam sistemas de redução (caixas de redução).

Motores de corrente alternada para tensões de 110 V ou 220 V também podem ter suas bobinas testadas, verificando-se sua continuidade.

 

Procedimento

 

1. Prova de continuidade dos enrolamentos

Este teste não revela se existem curtos nos enrolamentos. Para essa finalidade, em alguns casos podem ser realizados testes de funcionamento ou ainda testes semelhantes aos que descrevemos para o caso de bobinas.

 

a) Desligue os terminais do motor do circuito em que ele se encontra.

 

b) Ajuste o multímetro para uma escala de baixas resistências (x1 ou x10) zerando-o. O provador de continuidade deve ser capaz de indicar continuidade com resistências de 0 a 1 000 Ω.

 

c) Encoste as pontas de prova do multímetro ou provador de continuidade nos terminais do motor em teste.

 

d) Se for um motor de passo com diversos enrolamentos, cada um deve ser testado indvidualmente, devendo ser feita sua identificação.

 

Na figura 3 mostramos como realizar este teste.

 

Figura 3 – Teste de continuidade de motores de passo
Figura 3 – Teste de continuidade de motores de passo

 

 

Interpretação da Prova

Um motor que tenha seus enrolamentos em ordem deve apresentar uma baixa resistência (ou continuidade nesta prova). Uma resistência elevada (acima de 10 k Ω) indica que o enrolamento está interrompido.

Se um motor de passo tiver um dos enrolamentos interrompido, ele já não pode ser usado em suas aplicações básicas. Observamos que esse teste não revela se um ou mais enrolamentos do motor apresenta espiras em curto-circuito.

A resistência do enrolamento pode servir de parâmetro para se obter a corrente que o motor drena na condição de curto-circuito.

Lembramos que em funcionamento normal, a corrente sempre será menor do que a corrente de curto-circuito dependendo da carga, ou seja, da força que ele está exercendo. Na figura 4 temos um gráfico que mostra o comportamento típico de um motor de corrente contínua.

 

Figura 4 – Característica de um motor DC
Figura 4 – Característica de um motor DC

 

 

2. Determinação de consumo

Conforme podemos observar pelo gráfico da figura anterior (34) a corrente drenada por um motor depende de sua velocidade que, por sua vez depende da carga acionada.

Podemos medir essa corrente com o arranjo mostrado na figura 5 em que se faz uso de um multímetro na escala de correntes ou ainda de um amperímetro, ligado em série com o motor.

 

Figura 5 – Teste sob carga
Figura 5 – Teste sob carga

 

 

O que fazemos é alimentar o motor com a tensão nominal e carregá-lo de modo que ele exerça a força que normal na aplicação a que se destina. Basta então ler a intensidade da corrente no instrumento.

 

Outras Provas

Outras características importantes podem ser determinadas em motores comuns e de passo através de procedimentos relativamente simples.

 

1. Velocidade (rpm)

A velocidade de um motor de corrente contínua depende da tensão aplicada e da carga, podendo variar numa ampla faixa de valores, se não existirem circuitos reguladores.

No caso de um motor de passo, a velocidade depende da freqüência dos sinais apicados e do número de passos. Assim, ela pode ser determinada a partir do conhecimento ou medida dessa freqüência.

Podemos usar um freqüencímetro ou um osciloscópio para determinar a velocidade de um motor, partindo do circuito mostrado na figura 6.

 

Figura 6 – medida de rpm
Figura 6 – medida de rpm

 

 

Numa configuração mais simples prendemos dois pequenos imãs num disco (usamos dois para equilibrar o disco) que será fixado no eixo do motor.

Dessa forma teremos dois pulsos gerados num reed switch a cada volta do eixo do motor.

Basta aplicar o sinal gerado à entrada de um osciloscópio ou então de um freqüencímetro para se obter a rotação do motor.

Uma freqüência de 60 pulsos por segundo, ou 30 voltas por segundo, caso usemos dois imãs, corresponderá a 30 x 60 = 1 800 rotações por minuto ou r.p.m.

Para velocidades maiores, em que os reed switches podem não comutar, temos um circuito alternativo usando um disco perfurado, mostrado na figura 7.

 

Figura 7 – medidor óptico de velocidade
Figura 7 – medidor óptico de velocidade

 

 

O sensor é um foto-transistor, acoplado a um circuito simples capaz de gerar pulsos que excitam um frequencímetro comum ou ainda um osciloscópio.

Outras possibilidades incluem o uso de sensores magnéticos ou ainda de efeito Hall.

 

2. Torque

Para um motor, o torque é definido como o produto Força x Distância, onde a força é a aplicada externamente na extremidade de uma alavanca ou engrenagem presa ao eixo e a distância é medida do centro do eixo até o ponto em que essa força é aplicada, conforme mostra a figura 8.

 

Figura 8 – medida de torque
Figura 8 – medida de torque

 

 

Para medir essa força podemos usar o arranjo mostrado na figura 9, que nos permite determinar o torque de um motor em função da tensão e corrente aplicadas.

 

Figura 9 – Medindo a força de um motor
Figura 9 – Medindo a força de um motor

 

 

Veja que o sistema permite que torques diferentes sejam exigidos do motor, o que nos permite associá-los à velocidade em que eles são encontrados.

 

Observações

Motores de passo exigem o uso de circuitos excitadores especiais para seu teste. Na figura 10 damos um desses circuitos que permitem inclusive identificar os terminais ou a seqüência de fases para o acionamento.

 

Figura 10 – Testando motores de passo
Figura 10 – Testando motores de passo

 

 

Do livro Como Testar Componentes – Vol 3 de Newton C. Braga

 

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