Você precisa saber o que é torque do motor, não estamos falando somente dos motores de automóveis não. Quer entender por que? Leia este artigo e veja que essa é uma das características mais importantes de um motor.
Para saber a capacidade de um motor, uma das grandezas físicas levada em consideração é o torque. Seu significado pode gerar um pouco de confusão, mas fique tranquilo: vamos te explicar o que é torque do motor.
Esta medida de força precisa ser levada em conta quando adquirimos desde um motor de passo a um carro, por exemplo, pois irá interferir diretamente no desempenho do sistema.
Ao final dessa leitura você vai compreender o que é, para que serve e a importância do torque dos motores que são operados no processo produtivo de sua empresa.
Também vai ficar sabendo como calcular e aumentar a força de rotação de um motor elétrico, além de aprender um pouco sobre a diferença entre torque e potência.
Torque é a capacidade do motor de realizar um esforço de rotação ou gerar energia, ou seja, está diretamente relacionado à força. Essa grandeza é representada em quilograma-força-metro (kgf.m) ou Newton metro (Nm).
No caso de um automóvel, o torque é a força disponível de um motor e depende das suas dimensões e da pressão gerada nele pelos gases dentro dos cilindros.
Para entender melhor: um halterofilista precisa de torque elevado, ou seja, força nas pernas para conseguir erguer pesos.
O torque faz o motor produzir força motriz, que é o movimento giratório que tira um veículo da inércia, permitindo que ele arranque e percorra caminhos e até ladeiras, sem a necessidade de trocar as marchas muitas vezes.
Um torque elevado garante uma boa arrancada de um veículo, influenciando o seu comportamento: ele será ágil graças à sua força em baixas rotações, o que é importante para enfrentar o trânsito das cidades.
Por outro lado, é mais dificultoso reagir ao comando do acelerador quando o torque é baixo.
Na indústria, o torque é muito utilizado para dimensionar equipamentos como redutores de velocidade e motores elétricos.
Esse tipo de motor consegue converter a energia elétrica em rotação do rotor, a uma determinada velocidade e torque, dependendo da sua potência.
Os redutores de velocidade, usando sistemas de engrenagens, conseguem amplificar torques diminuindo a velocidade de rotação. Assim, a sua variação de torque é inversamente proporcional à variação gerada na velocidade de rotação.
Além do setor automotivo, motores elétricos e redutores, o torque é uma grandeza essencial em muitas outras aplicações, como turbinas a gás, bancos de teste de Fórmula 1, e até mesmo nas tampas de rosca de frascos de remédio, entre outras.
O torque elevado de um motor de automóvel dá respostas imediatas ao acelerador, ainda que esteja em baixa rotação.
A potência é a quantidade de força que um motor realiza por um período determinado. Essa grandeza é expressa em cavalo vapor (cv) ou quilowatt (kW). Podemos entendê-la como o tempo utilizado para que o motor trabalhe.
Portanto, observe a diferença: torque é relacionado à força, ao trabalho do motor, e potência é relacionada à velocidade e ao tempo.
A forma com que essas duas medidas são calculadas também se difere. Para encontrar o torque, é usado um dinamômetro, e a potência usa uma fórmula: ela é igual ao torque multiplicado pelas rotações do motor.
Na automação industrial, um PLC pode ser utilizado para controlar o funcionamento do motor, monitorar seus parâmetros, receber informações de sensores (como sensores de temperatura, pressão, velocidade, etc.)
Os dados são transmitidos em forma de frames pela rede PROFIBUS e podem conter informações de controle, medições, diagnósticos e outros dados relevantes para o processo.
Os dois itens são importantes para indicar a capacidade de um motor, e se complementam, coexistindo em equilíbrio.
Existem motores desenvolvidos para conciliar essas duas forças, resultando em uma melhor performance, chamados de motores elásticos.
Mas isso depende muito da necessidade do usuário, há quem precise ou prefira um motor com mais potência ou com mais torque, e cada um tem suas vantagens e desvantagens.
Um carro muito potente e de baixo torque ganha velocidade rapidamente, mas gasta demais a embreagem, enquanto um com torque elevado e baixa potência tem uma resposta mais lenta.
O torque do motor é uma ação aplicada sobre um corpo, com a finalidade de rotacionar este corpo. Também é chamado momento de uma força, conjugado ou binário.
Para entender melhor o que é torque de motor, pense na força de giro que esse motor gera para produzir movimento.
Ele é uma das particularidades mais importantes do motor e saber calculá-lo é essencial para se dimensionar corretamente o motor elétrico.
Por possuir módulo, direção e sentido, o torque é, portanto, uma grandeza vetorial que pode ser calculado por meio do produto vetorial entre força e distância.
Normalmente o torque é medido em N.m (Newton x metro) e segue as especificações do Sistema Internacional de Unidades (SI).
Uma situação prática de produção dessa força é o uso da chave de roda para apertar ou soltar os parafusos durante a troca de pneus. O movimento para atarraxar e desatarraxar os parafusos da roda com a chave de roda (alavanca) é que se chama torque.
T(Nm)= Força(N) x Raio (m)
Quanto maior a alavanca , menor será a força necessária. Se dobrarmos o tamanho da manivela, a Força F será diminuída pela metade.Portanto, o torque é o agente dinâmico das rotações de um motor.
O torque do motor serve para girar objetos e ocorre quando é aplicada uma tensão na entrada de um motor elétrico, gerando a polarização dos campos eletromagnéticos.
A interação entre os campos magnéticos do estator e do rotor, faz gerar o torque,
que é a força de rotação do eixo do motor, fazendo este eixo romper a inércia para movimentar-se.
Como o torque é igual a força multiplicada pela distância aplicada, quanto maior o torque aplicado, menor a velocidade, pois torque tem a ver com força e não com velocidade.
Um exemplo prático da ação do torque no cotidiano são as trocas de marchas do câmbio de um carro. Quanto menor a marcha, maior o torque, porém a velocidade é baixa e inversamente, ao aumentar as marchas, reduz-se o torque
É importante você conhecer essa relação, porque cada motor tem um torque máximo e se for aplicado uma carga acima desse torque, o motor não conseguirá girar o eixo.
Podemos aumentar o torque do motor com a diminuição proporcional da velocidade de rotação e isso é possível instalando redutores, através de sistema de engrenagens.
A relação entre os tamanhos das engrenagens e o número de dentes das mesmas permite a taxa de redução da velocidade e o aumento da força.
Se, por exemplo, você juntar ao motor uma engrenagem com 10 dentes e a esta engrenagem uma maior com 50 dentes, você consegue reduzir a velocidade numa taxa de redução de 1:5.
E é possível alcançar taxa ainda maior, instalando sucessivamente outras engrenagens. Esse é o conceito dos Motoredutores DC Bosch
Outra possibilidade de você conseguir aumentar o torque de um motor, diminuindo a velocidade, é utilizando o sistema de correia dentada com polias sincronizadoras.
Se ligarmos, com uma correia, por exemplo, um motor de 3000 rpm a uma polia movida com diâmetro 3 vezes maior, a engrenagem movida vai girar a 1000 rpm, porém com um torque 3 vezes maior que o torque inicial, sem a correia dentada.
Você também pode se interessar em ler o nosso guia sobre automação industrial.
O torque do motor é calculado multiplicando a força aplicada (F) pela distância do centro do eixo (d), também chamado de braço de alavanca. Quanto mais distante a força aplicada estiver do eixo, maior será o torque.
Nesse cálculo é importante observar o sinal da rotação produzida. Rotação no sentido anti-horário, o sinal é positivo; rotação no sentido horário, o sinal é negativo.
Além disso, o vetor torque é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores de distância do eixo (d) e força (F).
Para simular o cálculo do torque de um motor elétrico, imagine que você tenha um motor com capacidade de produzir uma força de 200N, aplicada a uma distância de 0,5m do eixo de rotação, no sentido anti-horário.
Substituindo os valores na fórmula (T = F x d), o torque produzido por essa força é igual a +100 N.m.
No vídeo abaixo você confere como definir o torque do motor de passo.
Para aprender a calcular, vamos tomar como exemplo um motor elétrico de indução, que consegue produzir uma força de 80N a uma distância de 0,25m do centro de seu eixo. Agora, é só aplicar esses valores na fórmula:
T = F x D
Onde: T = torque (N x m); F = força (N); e D = distância (m). Vai ficar assim:
T = 80 x 0,25
T = 2.000 N.m
Feita a multiplicação, encontramos o torque de 2.000 N.m.
Sempre que está funcionando, o motor produz torque, em um valor que varia de acordo com as rotações.
O torque máximo é sempre obtido em rotações mais baixas, enquanto o ápice da potência só é alcançado nos giros mais altos.
O torque máximo de um carro geralmente se dá em um ponto específico, que pode ser entre 2.800 e 4.000 rpm.
Porém, já existem veículos com propulsores turbo que são capazes de entregar o torque de maneira mais constante em uma faixa de giros maior.
Motores de carros com picos de torque com baixas rotações (entre 1.500 e 2.500 rpm) são mais indicados para tráfego em cidades, pois responderão melhor sob baixas velocidades.
Quanto maior for o torque, melhor será a resposta do veículo às acelerações.
A diferença entre torque e potência é que torque é alcançado sempre em rotações mais baixas, enquanto que potência só é alcançada nos giros mais altos. Embora diferentes, são grandezas complementares.
O torque é a grandeza física que associa a rotação de um corpo à ação de uma força externa (T = F x d). Esta grandeza física é responsável por tirar ou manter o motor na inércia.
Potência é a grandeza física que mede periodicamente a energia cedida por uma fonte.
É calculada a partir do produto entre o torque e a rotação do motor (P = T x N x 2 x ? / 60), sendo P = Potência (W); T = Torque (N.m); N = Rotação do motor (rpm); ? = 3,14159
Quando se fala de torque de um motor, é importante observar que o motor elétrico, além de torque, também gera trabalho.
Apesar das unidades de medidas e fórmulas serem as mesmas, torque e trabalho são grandezas diferentes!
Segundo a Revista Quatro Rodas, “dois carros com a mesma potência podem ter torques diferentes, porque são forças diferentes, mas interdependentes”.
A principal diferença é que o torque no motor existe mesmo se o motor não estiver em movimento.
Portanto, a diferença entre torque e potência é: o torque é o responsável pela força que movimenta o eixo do motor para romper a inércia, enquanto a potência é a responsável por desenvolver a velocidade do motor.
Na indústria automobilística, o torque tem um valor diferente de potência e pode variar de acordo com os tipos de motor usados. Leia também sobre indústria 4
Ter conhecimento do que é torque do motor é importante para projetar e implementar de maneira assertiva uma solução de motor elétrico para o seu processo produtivo.
Medições mecânicas ajudam a caracterizar o motor, construir modelos para a máquina, garantir a confiança nos controladores e entender os limites do sistema.
A Kalatec espera ter contribuído para ajudar você no esclarecimento sobre as funções e as utilidades do torque dos motores elétricos, para que os mesmos sejam bem aplicados nos processos de fabricação de sua empresa.
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