Oi pessoal,

Os mestres do Smile (Arnaldo, Fabio e Sir Jorge/CncNow) e eu queríamos saber como a fonte se comporta alimentando Smiles e motores. A principal dúvida era: Por que uma fonte alimentando esse conjunto aparentemente não atendia a realidade? Foram feitos alguns testes para tentar entender. O resultado de um dos testes (medir a corrente e tensão na saída da fonte com o motor girando) me surpreendeu. Pensei em ligar pro Sir Jorge, mas antes tive que refazer os testes prá não passar vergonha. Confirmado o resultado, liguei pro Sir Jorge que também não entendeu o que estava ocorrendo.

Abrindo um parênteses: deixar o Sir Jorge e sua vasta (quase infinita) sapiência sem conseguir explicar algo é uma experiência das mais honrosas. Apesar de conhecê-lo há muito anos, só consegui esse feito um par de vezes (tou rindo, imaginando a cara dele lendo isso).

O susto dele foi tão grande que quis ver in-loco o que estava acontecendo. Ficamos os dois sem entender. Foi quando surgiu a idéia de realizar testes mais amplos, gerais e profundos (ui), só conseguidos nos dois últimos dias.

Final de semana de teste com mestre Fabio foi pouco. A meta era registrar como uma fonte se comporta com diversas combinações de tensões, motores, frequências e cargas. Para isso foram providenciados 7 motores de 2 fabricantes:
Akiyama:
AK57H3-1.8 (15 kgf.cm)
AK85HY5.88-1.8 (32 kgf.cm)
AK85H3.75-1.8 (52 kgf.cm) - Não foi testado por ser bipolar

Action Motors:
SM1.8-D19-MN (19 kgf.cm)
SM1.8-E8532N-MN (32 kgf.cm)
SM1.8-E8551A-MN (50 kgf.cm) - Não foi testado por falta de tempo
SM1.8-E8590N-MN (90 kgf.cm) - Não foi testado por falta de tempo

Destes, 1 é bipolar e 2 ainda terão seus 10 minutos de fama (bem mais, na verdade).

Foram usados os seguintes equipamentos:
-Fonte linear, tensão ajustável e não regulada de 2kVA;
-Voltímetro na saída da fonte;
-Amperímetro analógico na saída da fonte;
-Conjunto Smile & Bob.

O conjunto foi testado nas seguintes condições:
-As tensões dos testes foram ajustadas para 25V, 50V e 100V (sem carga). Devido à ausência de regulação da fonte, foi anotada a tensão em cada teste;
-Corrente configurada no Smile para a nominal de cada motor;
-Frequências (em Hz) de 100, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000 e 3000 em diante com intervalos de 1kHz até que o motor estolasse sem carga ou com carga extremamente pequena.

Na primeira etapa foram registrados a tensão e corrente com o motor girando sem carga (eixo livre) e, numa segunda etapa, com carga mecânica poderosa (Fabio pilotando um sistema de frenagem) até que o motor estolasse, sendo registrados a tensão e corrente imediatamente antes do stall.

Além dos testes acima, também foram realizados alguns testes tira-teima:
-Como o motor ainda estava frio nos testes de 25V, os testes com esta tensão foram repetidos no SM1.8-E8532N-MN com o motor quente para verificar se poderia haver discrepância;
-Como os eixos possuem o eixo não são totalmente cilíndricos, o teste foi refeito no SM1.8-E8532N-MN usando o lado cilíndrico do eixo "traseiro". 3 gráficos foram feitos comparando os resultados, um para cada tensão. Achamos aceitável os dados registrados, não precisando refazer os testes com outro sistema de frenagem.

Os dados seguem anexo. Mal analisamos os dados e poucos gráficos foram gerados (apenas para sanar alguma dúvida pontual).

Senhores, aguardo comentários.

Belo experimento!

Estava sendo acionado em passo cheio ou meio-passo?

 Se não me falha a memoria.  A RPM eu calculo como  (frequencia x 60)/ passo por volta Correto?

Rudolf,
qual equipamento usaram para medir tensão e corrente?

João

qual equipamento usaram para medir tensão e corrente?

A fonte possui um divisor resistivo que entra num conversor A/D de 8 bits do controlador e indica a tensão num display de 7 segmentos e no LCD.

A corrente foi medida num galvanômetro ajustado para indicar corrente DC (amperímetro analógico).

Começando a jogar lenha (e gasolina) na fogueira, minha primeira dúvida:

Por que a curva de potência difere da de torque (fornecida pelos fabricantes)?

Para que o experimento ficasse mais completo, o ideal seria que medíssemos o torque no momento do stall, mas não possui um torquímetro.

O Gil deu uma ideia a um tempo e o Alberto (eletronal) construiu uma engenhoca interessante:

Torque de motor de passo.wmv

Obrigado pelo retorno

Rudolf,

Começando a jogar lenha (e gasolina) na fogueira, minha primeira dúvida:

Por que a curva de potência difere da de torque (fornecida pelos fabricantes)?

A curva de potência elétrica que você se refere é a potência gasta no motor (com perdas, atritos internos, acionamento da carga)?

Outra coisa é como determinar a potência efetiva do motor? Medindo a tensão e a corrente (RMS) e calculando o produto? Num circuito de acionamento PWM a corrente e a tensão possuem formas de onda complexas, e se a corrente e a tensão instantâneas estiverem "fora de fase"?

Outro aspecto a considerar é a curva do motor. Entendo que curva do fabricante de um motor foi levantada numa condição de acionamento específica (corrente constante, PWM, tensão de alimentação de xxx Volts, micropasso, ...). E sabemos que, de certo modo, a curva obtida de um motor (torque x velocidade) é o resultado do conjunto fonte (tensão em Volts) +  driver + motor  + tipo de carga acionada (inercial pura sem atrito, atrito viscoso, sem carga, ....). Ou seja, a curva do fabricante pode ser útil para comparar dois motores testados nas mesmas condições, mas não atende se for o caso de testar drivers e modos de acionamento distintos.

Acho que a maneira efetiva de determinação da potência seja através da medição de torque e calculando: P_mec = T_mec x V.