Como você calcula o torque para um motor elétrico com uma fenda aérea?

O cálculo do torque de um motor com vão aéreo envolve múltiplos parâmetros e etapas. O vão aéreo é o espaço entre o estator e o rotor, e afeta significativamente o desempenho do motor. Abaixo estão as etapas detalhadas e fórmulas para calcular o torque de um motor com vão aéreo.

1. Conceitos Básicos

Torque (T):

O torque é a força rotacional gerada pelo rotor do motor, geralmente medida em Newton-metros (N·m).

Vão Aéreo (g):

O vão aéreo é a distância entre o estator e o rotor, influenciando a distribuição do campo magnético e o desempenho do motor.

2. Fórmulas de Cálculo

2.1 Densidade de Fluxo Magnético no Vão Aéreo

Primeiro, calcule a densidade de fluxo magnético (Bg) no vão aéreo:

onde:

Φ é o fluxo magnético total (Weber, Wb)

Ag é a área do vão aéreo (metros quadrados, m²)

2.2 Relação Entre a Densidade de Fluxo Magnético no Vão Aéreo e a Corrente

A densidade de fluxo magnético no vão aéreo pode ser relacionada à corrente do estator (Is) e ao comprimento do vão aéreo (g) usando a seguinte fórmula:

onde:

μ0 é a permeabilidade do espaço livre (4π×10 −7 H/m)

Ns é o número de espiras na bobina do estator

Is é a corrente do estator (Amperes, A)

g é o comprimento do vão aéreo (metros, m)

2.3 Cálculo do Torque

O torque pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

onde:

T é o torque (Newton-metros, N·m)

Bg é a densidade de fluxo magnético no vão aéreo (Tesla, T)

r é o raio do rotor (metros, m)

Ap é a área superficial do rotor (metros quadrados, m²)

μ0 é a permeabilidade do espaço livre (4π×10 −7 H/m)

3. Fórmula Simplificada para Aplicações Práticas

Em aplicações práticas, uma fórmula simplificada é frequentemente usada para calcular o torque do motor. Uma fórmula simplificada comumente utilizada é:

onde:

T é o torque (Newton-metros, N·m)

k é uma constante do motor, dependente do projeto do motor e dos parâmetros geométricos

Is é a corrente do estator (Amperes, A)

Φ é o fluxo magnético total (Weber, Wb)

4. Exemplo de Cálculo

Suponha um motor com os seguintes parâmetros:

Corrente do estator 

Is=10 A

Comprimento do vão aéreo 

g=0.5 mm = 0.0005 m

Número de espiras na bobina do estator 

Ns=100

Raio do rotor 

r=0.1 m

Área superficial do rotor 

Ap=0.01 m²

Primeiro, calcule a densidade de fluxo magnético no vão aéreo Bg:

Resumo

O cálculo do torque de um motor com vão aéreo envolve múltiplos parâmetros, incluindo a densidade de fluxo magnético no vão aéreo, a corrente do estator, o comprimento do vão aéreo, o raio do rotor e a área superficial do rotor. Seguindo as fórmulas e etapas acima, o torque do motor pode ser calculado com precisão.