E qual a tensão do motor?

Um pólo era composto por duas bobinas em série. 

Cada bobina com 100 fios. 4 in hand = 25 espiras

Dois pólos eram compostos por 4 bobinas em série.

Este esquema se repetia para os outros dois pólos.

Uma fase era composta por estes dois conjuntos de dois pólos ligados em paralelo.

fase = (100 fios + 100 fios) + (100 fios + 100 fios)  / /  (100 fios + 100 fios) + (100 fios + 100 fios)
fase = (25 esp + 25 esp) + (25 esp + 25 esp)  / /  (25 esp + 25 esp) + (25 esp + 25 esp)

Originalmente, 220v eram aplicados em cima de uma fase do motor.

fase = (25 esp + 25 esp) + (25 esp + 25 esp)

Em teoria, a queda de tensão em cima de cada bobina seria 220 / 4 = 55v.

A nova bobina tem 8 condutores. A redução de espiras foi de 25/8 = 3,125.

fase = (8 esp + 8 esp) + (8 esp + 8 esp)

A redução de tensão também será de 3,125.  Então 55 / 3,125 = 17,6v.

Se eu fosse montar o motor com as configurações e ligações originais, só trocando os condutores, o motor seria agora de 70vca 60Hz trifásico com 50A nominal e 450A de pico.

Determinando o espaço da ranhura

O diâmetro do fio 24 é 0,635mm e sua área é π r2. Raio = r = 0,635mm / 2 = 0,3175mm
Seção transversal do fio = 3,14 x (0,3175)2 = 3,14 x 0,10080625 = 0,3165mm2

Na ranhura tinha 100 fios e a área da ranhura é 100 x 0,3165mm2 = 31,65mm2

Devemos preencher esta área com a nova fiação e preencher completamente para que possamos aproveitar ao máximo os espaços do estator.

O que devemos fazer então é ir aumentando a bitola até encontrar um que seja grosso o suficiente para aguentar o aumento de corrente e fino o suficiente para ainda ser maleável na colocação.

Vamos fazer uma conta de padeiro:
Na fiação original (fio 24 = [0,025 x 25,4mm] =  0,635mm) o motor aguentava 25A nominal e até (3 x 25A = 75A) de pico.

Vamos dobrar o diâmetro do fio, vamos escolher um fio que tenha um diâmetro de [0,050 x 25,4mm] = 1,27mm => Este é o fio 18 na fieira e 1,26mm2 de área

Com o fio 18 agora nós teremos: 50A nominal e (3 x 50A = 150A) de pico.

Mas este cálculo é para usarmos 1 fio por bobina. Só que vamos usar 3 fios em paralelo.
Então teremos 3 fios na mão in hand para enrolar a bobina.

A capacidade agora é 3 x maior e fica assim:

Capacidade da corrente nominal 3 x 50 = 150A e (3 x 150A = 450A) de pico.
450A de pico será a corrente para termos o torque necessário para tirarmos o veículo da inércia. Tanto parado quanto em movimento.

Nosso in hand agora é 3 fios bitola 18 em paralelo. Este agora é o nosso condutor que iremos montar as bobinas dos pólos do motor.

Quando falarmos em condutor, estaremos nos referindo a estes 3 fios bitola 18 em paralelo.

Nosso condutor agora tem 3 x 1,26mm2 = 3,80mm2  de área

A ranhura tem área de 31,65mm2.

Portanto podemos colocar até 31,65mm2 / 3,81mm2 = 16,7 condutores ≈ 16 condutores na ranhura.
Nossa bobina terá 8 voltas com 3 x fios 18 em paralelo.

OPS!!!

Cálculo errado!!!

31,65mm2 / 3,81mm2 = 8,3 condutores ≈ 8 condutores na ranhura.
Nossa bobina terá 8 voltas com 3 x fios 18 em paralelo.

Parece brincadeira, mas a loja virtual Disavel, também cancelou a venda do calibrador por falta do produto no estoque.

Mas algumas horas antes precisei comprar uns parafusos pros equipamentos da empresa e fui numa loja indicada pelo pessoal que tem muito parafuso lá. É a rsimioni.
Comprei os parafusos e perguntei de curiosidade se eles tinham calibrador para fios, a resposta foi não.
Então estava eu indo embora e na insistência pela necessidade do calibrador fui olhando rapidamente as prateleiras da loja e quase na fila do caixa, o que eu vejo? Exato o Calibrador de fios, ou Fieira como queiram. E o preço? O mesmo da Disavel sem o frete. R$ 47,75.
A marca é ZAAS e os números não estão em baixo relevo, indicando que as marcas vão sumir com o manuseio. Mas até lá eu já consegui um produto melhor. Mas mesmo se perder as marcações, ainda existe as tabelas que podemos usar.


Não tive dúvidas comprei um na hora. Tá a foto ae pra não deixar mentir.

Agora posso dar continuidade ao enrolamento do motor. Portanto neste fim de semana eu vou calcular qual é e a quantidade do novo fio para a nova fiação.

De acordo com as tabelas da Starret, esta fieira esta na categoria de Padrão Americana para chapa e placa de ferro e aço e seu número Starret seria 283. Portanto a medida da medida 0 é 0.3125 que é uma fração da polegada. Então as medidas estão em frações de polegada.
Fiz uma medida do fio e medi o 24 que dá 0.025 da polegada.

Número 24 = 0,025 x 25,4mm = 0,635mm é o diâmetro do fio

Agora enrole 10 voltas de fio num lápis e meça o comprimento da bobina.

Este comprimento divide por 10. Vai ser o diâmetro de uma espira.

Eu fiz isso e medi 7mm. Dividido por 10 = 0,7mm.

Próximo da medida => 0,635mm <=> 0,7mm

A bobina tem 11 espiras. Conte apenas 10 espiras e verá que mede 7mm

Site da Disavel

Acabei comprando na Disavel. Pois o calibrador estava em falta na Starret.
Agora vamos aguardar entrega pra medir a bitola do fio.

Site da Starret

http://www.starrett.com.br/

Fieira para arames ou Calibrador de fios

Estou parado com o novo enrolamento pois ainda não recebi um calibre de fios que comprei no mercado livre e depois de um mês ainda não recebi.
Hoje recebi a confirmação que o vendedor não irá me entregar.
Mas por coincidência continuei a procurar pela net outro fornecedor e achei a Starret.
E o nome do equipamento também é conhecido por Fieira para arames ou Calibrador de fios. É um instrumento de precisão.
Este é um calibrador para metais não ferrosos, como o cobre por exemplo. É o modelo que precisamos para medir a bitola do fio de cobre do estator. No 281.

E a tabela equivalente entre o número do fio e frações de polegadas é a seguinte:

Estator Limpo

O estator já se encontra limpo. Próximo passo calcular e colocar a nova fiação.

Motor e estator limpos e o que sobrou do cobre na caixa

Estator limpo. Mantive os isolantes das ranhuras no lugar

Quantidade de cobre retirada, será pesado pra dar uma idéia da quantidade de cobre que irá entrar no estator

Papel isolante entre fases

Isolante usado para fixar as bobinas no lugar. Talisca

Formato da cobertura do isolante

Isolante usado como talisca

Papel isolante entre fases

Retirado as últimas bobinas

Segue fotos da retirada das últimas bobinas do estator.

Usando luvas pra não machucar os dedinhos

Um monte de fio pra tirar

Mais bobinas

Bobinas ainda com o verniz

As 4 últimas bobinas pra tirar sem o verniz

A sujeira que sobrou

Isto são restos de verniz

Retirando as segundas bobinas do motor

Continuando o processo de retirar o cobre do estator. Estou retirando espira por espira pra verificar a possibilidade de não queimar o estator e aproveitar pelo menos os isolantes das ranhuras, mas está realmente difícil e já comecei a cortar os dedos. Segue mais fotos deste processo.

 Retirado todas as bobinas de uma fase. Faltam as outras duas fases

A quantidade de cobre retirada de uma fase.

Aqui esta um conjunto de bobinas de um polo completo

Visão do estator de outro angulo

Cortes no dedo devido a ficar retirando as bobinas manualmente

O dedo da mão direita também esta cortado.

Retirando as primeiras bobinas do motor

Pessoal,

Segue sequência de fotos da retirada das bobinas de um polo de uma fase do motor trifásico.

Bobina grande. Ocupa 12 slots.

 Bobina pequena. Ocupa 10 Slots.

 As duas bobinas juntas. Podemos medir o peso do cobre e multiplicar por 12. 3 fases e 4 polos

 Estator com 4 slots livres.

 Material usado para isolar a ranhura do estator.

 Espaguete usado para dar acabamento nas pontas das bobinas.

O mesmo material usado na ranhura, também é usado para finalizar as ranhuras.

 Detalhe dos isolamento das ranhuras.

Análise do pico de tensão no motor trifásico

   Num motor trifásico, a análise do pico de tensão é diferente.
   Num determinado momento, no braço superior após o desligamento de um IGBT, o pico de tensão tende a aparecer positivo, mas como existe o braço inferior, este pico de tensão tendo como referência o braço inferior, seria negativo e seria curto circuitado pelo diodo do braço inferior.
   Existirá um tempo em que ambos IGBTs estariam desligados e neste momento apenas o diodo inferior estaria polarizado diretamente.
   O pico positivo seria curto circuitado por um capacitor snubber em paralelo aos terminais coletor e emissor do IGBT, em paralelo ao diodo.
   O pico negativo seria curto circuitado pelo diodo e por um capacitor snubber em paralelo aos terminais coletor e emissor do IGBT, em paralelo ao diodo.
   O pico de tensão seria então absorvido pelo banco de capacitores.
   Podemos calcular o valor destes capacitores. Promessa para um post futuro.
   Segue algumas fotos de algumas análises do chaveamento dos IGBTs num inversor trifásico.

Formas de onda do chaveamento dos IGBTs

Fases coloridas para facilitar o entendimento

   No momento do desligamento da bobina LA, as bobinas LB e LC estão em série e a análise de suas tensões nos nós seguem a lei de Kirchoff.

Video explicando as tensões envolvidas nos terminais do IGBT