Guilherme.sss
Ter Dez 05, 2017 7:37 pm
Cálculo de motores PMDC e reduções
Estou começando agora nessa area, em uma equipe da faculdade de Diamantina. Estou como um dos responsaveis da locomoção do robô. Após alguns estudosresolvi usar um metodo para escolher um motor. Queria saber se estou fazendo certo e resolvi postar aqui.
Dados:
OBS: O CALCULO É SEM NENHUMA REDUÇÃO, LOGO SE TIVER DE UTILIZAR REDUÇÃO DEVE-SE MUDAR ALGUNS CALCULOS.
Categoria featherweight: 13,6Kg
Roda: d = 127mm
Quero que meu robo ande 3m em 1s, então:
Código:
Sendo assim, pela lei de Newton posso calcular a força em cada roda para alcançar essa aceleração desejada, considerando que as rodas estão espaçadas igualmente, as normais em cada roda serão iguais, fazendo com que produzam a mesma força no chão:
Código:
Mas o que mais interessa é o torque, o braço de alavanca seria o raio da roda, então:
Código:
Que é o torque requerido pelo motor. Antes de seguirmos em frente, precisamos de saber se o robo irá deslizar, para isso devemos saber a força maxima que a gravidade faz no robô, com ela saberemos qual o valor maximo da normal e o valor maximo da força de atrito. Caso o motor faça uma força maior que essa haverá deslizamento:
Código:
Como esse é o valor de normal em cada roda, considerando que o coeficiente de atrito seja de 0,9 a força de atrito maxima em cada roda seria Fat = Fn*0,9 = 59,814N. Que transformando em torque é M_max = 3,80N.m. Como a força e torque que calculamos para a aceleração de 3m/s² não ultrapassa esse valor então o robô não deslizará e partirá do repouso. Pronto sabendo isso, você ja pode escolher o motor. No meu caso, preciso de um motor que me de 1,295N.
Entretanto, eu devo calcular se obterei uma velocidade razoavel e em quanto tempo o robô levaria para realizar um determinado deslocamento, sendo assim ainda preciso saber a velocidade anglular do motor ou potência. Para isso, peguei um motor qualquer ( no caso foi o Scorpion SII-4035-450KV) e calculei as curvas de potência, corrente, rendimento e velocidade angular em função do torque. Com esse objetivo, escrevi um codigo que facilita imprimer esses gráficos no R, com as equações presentes no turtorial da RioBotz. O codigo pode ser visto abaixo:
Código:
O codigo printa uns gráficos bem utéis. Não sei como coloca imagem aqui então caso alguem queira ver é so abrir o script no R selecionar tudo e apertar ctr+R. Enfim, para esse torque que foi calculado eu tenho os seguintes paramêtros:
Código:
Esses valores são obtidos pelo vetor do torque, você pode printar ele no prompt do R e obter a posição desse torque ( no caso um perto dele), com isso você pede pra printar os outros vetores, naquela posição encontrada pelo vetor torque. Vale lembrar que esse código é bem especifico, ainda não temos resistncia do cirtuito, então eu estimei ela. Com a velocidade angular calculo minha velocidade máxima ( v = vel. angular * d/2), que da 66,86m/s. Mas, essa velocidade so seria alcaçada com 22,2s ( utilizando a equação: vmax = v0 + a*t). A arena tem 9m de largura, seria interessante percorrer essa distancia em pouco tempo, para descobrir o tempo necessário para isso fazemos:
Código:
Portanto, resumo da obra, esse motor parece funcionar, apesar de eu achar que estou errando em algum lugar pois a velocidade máxima está surreal. Mas, escolhendo esse motor precisariamos de 63A, a velocidade deles está boa, apesar da velocidade máxima ser surreal ela nunca vai ser alcançada em uma batalha, porque não poderemos acelerar durante 22s, não temos nem pista pra isso, pois o robô percorre 9m em 1.73s.
O metódo usado foi esse, então queria saber se tem lógica. Estou aberto a ajudas hehe 
Abraços,
Dudu