Torque necessário = 38kgf.m
Exemplo motor IP55 da WEG
20CV - 2 pólos - 220V - 53A I nominal - 4,05kgf.m.
Sobre corrente = 3 x 4,05 = 12,15kgf.m.
Peso = 107kg
Projetando o novo torque:
Passar o motor para 4 polos e rebobinar com 3 x mais cobre.
Passa a ser um de 4 polos com capacidade de corrente de 3x mais que o original.
Torque nominal agora é 8,14(4 polos) x 2,4(3 x cobre) = 19,5kgf.m. Nominal.
Sobre corrente = 2,4. Então o torque de pico é 47kgf.m
Potência = torque x rotação.
220v => I = 53A;
220v / 2 = 110v => I = 105A;
220v / 3 = 73v => I = 158A;
220v / 4 = 55v => I = 210A.
Rebobinado para 55v e 210A.
Corrente para o torque de pico => 2,4 x 210A = 500A.
Rotação nominal = 3 x original = 5400rpm.
Potência nominal = 3 x potência original (com sobre tensão - 220v)
Potência Nominal(1800rpm) = 19,5kgf.m x 1800rpm = 36kW
Potência Nominal(3600rpm) = 19,5kgf.m x 3600rpm = 72kW
Potência Nominal(5400rpm) = 19,5kgf.m x 5400rpm = 103kW - 220v - 127A.
Potência MÁXIMA(com Sobre tensão e Sobre corrente)
Potência MÁXIMA = 47kgf.m x 5400rpm = 260kW // 220v // 300A.
Então um motor de 20CV rebobinado dá pra chegar em 260kW de pico máximo de potência em 220v e 300A de corrente de pico.
Verificando a relação massa x potência de pico da eBlazer
Massa da eBlazer => 2600kg
Potência de pico => 260kW
Relação carro compacto = 6,74kW / 100kg
Relação carro passageiro = 8kW / 100kg
Relação carro esportivo = 10kW / 100kg
Dividindo a massa da eBlazer por 100kg
2600 kg / 100 kg = 26
Relação massa x potência da eBlazer = 260 kW / 26 = 10kW (Carro esportivo)
Esse torque que você considerou não é o final na roda? Ele considera a redução do cambio e do diferencial. Se voçê for colocar direto no eixo cardan ainda terá a redução do diferencial. Digamos que seja de 5:1. O final será 5x o resultado dos seus cálculos. Fica muito mais forte que o necessário. Agora como você vai fazer para dispor de 220v em um carro? Como será o seu banco de baterias? Gostaria muito de saber porque é o que esta limitando o meu projeto. O melhor que pude pensar foi em usar 6 baterias tracionárias de 12v e 150Ah. Portanto 72V 150Ah. Total de 10,8Kw. Eu estou tentando modificar um motor de 5cv para um ford Ka e estou tentando entender os seus cálculos. Principalmente quando voçê fala em aceleração. Enfim, estou ansioso para ver seu EVectra rodando. Abraço. silascaze@gmail.com
ResponderExcluirExato. O torque calculado é no eixo do motor elétrico, antes da caixa/diferencial. Se colocar no calculo as reduções, o torque aumenta na mesma proporção da redução. Todo esse equipamento mecânico deve ser usado no intuito de aumentar o torque e diminuir a corrente. Pra calcular a aceleração, usei o padrão 0 à 100km/h. Isso determina na prática, quão rápido vai acelerar o veículo e nos dá uma idéia de como o veículo vai se portar nas ruas. Vai acelerar rápido ou devagar? Quanto mais rápido a aceleração, mais potência mecânica precisamos nas rodas. Temos que dividir este problema em três partes: O motor, o controlador e as baterias. Todos são responsáveis pra acelerar o veículo. O motor tem que ser capaz de “converter” a energia que o controlador controla em potência mecânica. Pra ter potência mecânica, precisamos de torque e de rotação. Pro motor converter mais torque, podemos modificar seu bobinamento. O motor precisa de corrente alta pra converter em torque alto. O controlador tem que se capaz de controlar correntes mais altas. Podemos modificar o controlador também para controlar correntes mais altas. No fim teremos um novo motor e um novo controlador. Por fim, as baterias também tem responsabilidade nesta aceleração, pois depende delas a entrega da corrente elétrica em níveis altos de descarga. O motor e controlador tem que continuar pequenos e leves. O uso dos 220vac é por causa dos inversores industriais que temos à disposição no Brasil. Podemos comprar inversores industriais vetoriais por um custo que não vai assustar pra montar um protótipo caseiro. podemos trabalhar com tensões menores que 220vac, mas não temos controladores que trabalhem com menos que 220vac trifásico, que é a tensão usada nas nossas indústrias. Pensei em modificar o alarme de tensão mínima do inversor, mas isso implica numa série de modificações que vamos aprendendo com o passar do tempo. Esse inversor industrial vem com uma série de proteções que já são conhecidas durante o funcionamento do motor ac. Uma delas é a tensão gerada no link cc do inversor quando o motor esta desacelerando. Neste momento o motor passa a funcionar como gerador e aumenta o nível da tensão no link cc. O inversor monitora esta linha e aciona a frenagem dinâmica(resistor) pra proteção. São situações que vamos descobrindo com o passar do tempo. A dor de cabeça em se usar muitas baterias em série é que baterias são como bebês, cada uma tem sua própria personalidade, e temos que monitorar cada uma delas e manter sua carga equalizada com as outras pra que elas possam ser úteis durante muito tempo. Ontem estava pensando novamente nas baterias, pois o meu motor quando desacelerar vai gerar energia e gostaria de aproveitar nas baterias de chumbo ácido, mas já vi que não vai ser muito útil. Pois a tensão de recarga não deve ultrapassar os 14vcc por bateria. Vou usar 20, então 14 x 20 = 280vcc. A tensão máxima que posso recarregar as baterias seria 280vcc, mas eu sei que o motor gera pelo menos 290vcc ou 405vac e joga essa tensão no link cc e desarma o inversor. Por enquanto estou achando melhor frenar o motor eletricamente(dinâmica ou regenerativa) ao invés de recarregar as baterias. Com relação ao banco de bateria: Estava pensando em utilizar as baterias tracionárias, pois são de ciclo profundo e fornecem mais corrente que as estacionárias. Mas o tamanho mínimo comercialmente que encontramos é uma bateria tracionária da TUDOR® o modelo TT18MED. Estava com este modelo de bateria na cabeça até ontem, quando entendi um pouco mais sobre baterias e descobri que infelizmente ela ainda é muito pesada e grande pro meu projeto. Tenho que ter baterias mais leves e menores. Especifiquei com o tamanho padrão para as baterias as de tamanho U1. C x L x A = 200mm x 132mm x 175mm. Digo isso pois o banco de baterias vai ficar embaixo do chassis do carro.
ResponderExcluirA altura da bateria afeta diretamente o projeto. Não posso ter uma caixa embaixo do carro cuja a “altura” faça o veículo esbarrar a caixa no solo por onde andar. Entenda que a diferença de uma bateria estacionária para uma tracionária é a quantidade e capacidade de fornecer corrente, e isso implica diretamente na espessura das placas (estacionárias placas de 3 ou 4mm. tracionárias placas de 6mm) e no tamanho externo da caixa da bateria. O tempo de carga é igual nos dois tipos. A tracionária também tem que ficar de 8 a 16 h de molho durante a carga. Não tem vantagens na hora do tempo de recarga para as tracionárias. Elas também tem diferenças no peso(kg). Eu não posso colocar 400kg(20 baterias de 20kg) de massa embaixo do carro, 200kg (20 baterias de 10kg) já é aceitável, pois é o peso do motor à combustão interna que vai ser retirado. Então qual é a melhor opção para as baterias? É usar baterias de ciclo profundo estacionárias (pois são mais leves e menores que as tracionárias) e determinar até onde vai ser o ciclo de carga/descarga. O ciclo de carga/descarga é onde se determina a vida útil da bateria. Com ele, pode-se determinar a corrente média que a bateria vai fornecer. Neste ponto deve-se determinar qual será o trajeto em que o veículo será mais utilizado com mais frequência. Quantas horas/km vai utilizar/deslocar diariamente/semanalmente antes das baterias receber carga lenta e completa novamente? É muito importante determinar esse ciclo. Se o seu ciclo for utilizar apenas 20% da carga, então este banco vai durar muito tempo. Se o seu ciclo for utilizar 80% da carga, então seu banco vai durar menos tempo. A descarga durante os ciclos deve ser respeitar a capacidade de corrente das baterias estacionárias que é menor que as tracionárias. O tempo de carga é igual nas duas baterias. Num exemplo de dois veículos saindo ao mesmo tempo, o que tiver baterias tracionárias vai ter mais corrente pra acelerar, mas e é mais pesado. O outro com as baterias estacionárias vai ter menos corrente pra acelerar, mas é mais leve. Os dois veículos chegarão na mesma velocidade final (velocidade final independe da capacidade de corrente do banco. Depende da tensão de trabalho do banco). Os dois veículos vão ter que recarregar as baterias com 8 a 16 horas de recarga. O banco de baterias tem que ser projetado para esta situação específica. Com relação a autonomia, não tem jeito, sempre as baterias vão perder pra gasolina com relação a densidade energética. Se em algum momento o veículo for além do que foi projetado(ciclo de carga e descarga) e não tiver como recarregar as baterias, deve usar um gerador a gasolina no carro pra estender sua utilização. Detalhe é que se tiver uma tomada à disposição no fim do ciclo (você foi embora e não voltou pra casa pra recarregar as baterias) o seu trajeto dobra. Se você projetou para utilizar o veiculo diariamente em até 10km de ida e 10km de volta, você tem 20km antes de recarregar as baterias. Pra verificar se a quantidade de corrente fornecida pela bateria vai ser suficiente pra acelerar o veículo, deve-se lançar mão de toda a mecânica disponível pra elevar o torque e diminuir a corrente de trabalho, caixa de marchas e cardã/diferencial. No Vectra vou utilizar caixa hidráulica, conversor de torque, engrenagem planetária e diferencial. O conversor de torque vai me permitir elevar a rotação do motor pra valores bem altos mas com corrente de aceleração baixa. O conversor de torque gira primeiramente o óleo, depois é que acontece a tração. Vou subir o giro do motor pra valores altos. A velocidade final do veículo é dada pela tensão. Com 220vac conseguimos fazer o motor girar e obter velocidades finais bem altas. Com 72vcc e com todas as reduções necessárias para aumentar o torque não sei se um motor é capaz de manter uma velocidade cruzeiro de digamos 80km/h ou 100km/h. Por gentileza, me passe as informações do motor que você está pretendendo trabalhar com 72vcc que eu pego o peso e as relações e marcha do ford Ka na net. Abraço. Kepler.
ExcluirNa primeira parte do texto. A que começa com Exato. Tem uma frase: “O motor tem que ser capaz de “converter” a energia que o controlador controla em potência mecânica.”
ExcluirEsta frase é melhor ser entendida como: “ O motor tem que ser capaz de “converter” a energia (vinda através de um controlador), em potência mecânica. "