O que é torque do motor, para que serve e como calcular
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O que é torque do motor, para que serve e como calcular

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.

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.

O que é torque do motor?

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.

Para que serve o torque do motor?

Para que serve o torque do 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.

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Como aumentar o torque do motor?

Motor Redutor Corrente Continua Bosch

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.

Como fazer o cálculo de torque do motor?

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.

Qual a diferença entre torque e potência?

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 π / 60), sendo P = Potência (W); T = Torque (N.m); N = Rotação do motor (rpm); π = 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.

Conclusão

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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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação. 22 anos de experiência com 5000 visitas únicas em Indústrias. CMO da Kalatec Automação. Especialista em Controle e Automação (USP). Engenharia de Processo (MAUA) - Gestão de Inovação (ESPM) - Gestão de PME (FGV) e MBA em Vendas (PUC). Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo e USP (Projeto Inspire).

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