Desenvolvimento de um analisador de parâmetros elétricos e mecânicos de baixo custo aplicado à motores de indução trifásicos
Resumo
Os motores elétricos ocupam posição de destaque no ranking das principais
invenções que mudaram a forma como o ser humano vive. Para atingir seu objetivo,
de transformar a energia elétrica em energia mecânica, a grande maioria dos motores
elétricos se utiliza de dois campos magnéticos: do estator e do rotor. Somente através
da interação entre esses campos, se torna possível o movimento do seu eixo e assim
se sucede a transformação da energia. Neste contexto, é imprescindível a realização
da medição de parâmetros, tanto elétricos como mecânicos dos motores, buscando
seu ponto de máxima eficiência. Desta forma, o presente trabalho busca desenvolver
um analisador de parâmetros elétricos e mecânicos de baixo custo para um motor de
indução trifásico, aonde através da medição de sensores e de dados fornecidos pelo
usuário, é possível verificar o valor de grandezas tanto elétricas como mecânicas em
tempo real. Para alcançar o objetivo proposto, foram utilizados sensores para medição
de corrente, tensão e velocidade. Para corrente, utilizou-se o sensor SCT-013-020
acoplado a um circuito condicionador de sinal. Já para a aferição de tensão optou-se
por um circuito a base do transformador ZMPT101b, e para a medição de velocidade
elegeu-se o módulo encoder acoplador ótico para essa tarefa. Durante o
desenvolvimento, foram realizados diversos testes com os sensores selecionados de
forma a validar o seu funcionamento em conjunto com o ESP32 e o auxílio da
ferramenta monitor serial. Em paralelo, foram obtidos via ensaio os parâmetros do
circuito equivalente do motor de indução trifásico de 0,16 de CV e tensão de
alimentação 380/220 V. Posteriormente, desenvolveu-se o software gráfico do
trabalho, em que os dados são apresentados. O software foi desenvolvido na
linguagem de programação Python. Ao final, reuniu-se todas as etapas anteriores de
forma a construir o protótipo final, com a inclusão dos sensores com o ESP32 e a
comunicação do mesmo com o software desenvolvido via comunicação serial. De
forma a validar as medidas elétrica realizadas, comparou-se seus valores com
medidas realizadas com um analisador de energia IMS PQ600. Nessa comparação,
os valores de tensão e corrente apresentaram bons valores de exatidão: as medidas
de tensão tiveram erro percentual relativo médio abaixo de 1,5%, e as de corrente
abaixo de 4%. A medida mecânica de valor de velocidade foi comparada com um
tacômetro digital, apresentando um erro relativo percentual médio de apenas 0,25%,
sendo um ótimo resultado. Embora as medidas de conjugado e rendimento não
tivessem equipamentos adequados de modo a realizar-se uma comparação, seus
valores respeitam as curvas fornecidas pelo fabricante do motor, indicando resultados
plausíveis. Assim, com o desenvolvimento do analisador proposto, torna-se possível
mensurar em tempo real grandezas pertinentes do motor de indução trifásico,
podendo os parâmetros serem visualizados em uma interface simples e amigável.
Coleções
Os arquivos de licença a seguir estão associados a este item: