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A resistência da armadura é um dos principais parâmetros de um motor CC, e seu valor afeta diretamente o cálculo da perda de cobre do motor, a análise do desempenho de partida e o diagnóstico de falhas (como curto-circuitos no enrolamento da armadura, envelhecimento, etc.). A medição precisa da resistência da armadura requer a observância de um processo específico, evitando fatores de interferência. Os métodos específicos e os pontos-chave a serem observados são os seguintes:
1. Trabalho de preparação antes da medição
- Seleção de Equipamentos e Ferramentas
É necessário preparar uma ponte CC de braço duplo (ponte Wheatstone) com classe de precisão ≥ 0,5 ou um multímetro digital de alta precisão (com resistência interna ≥ 10 MΩ). O primeiro é mais adequado para medir a resistência da armadura de baixa resistência (geralmente na faixa de miliohm a ohm) e pode eliminar efetivamente a influência da resistência da fiação e da resistência de contato. Ao mesmo tempo, prepare luvas isolantes, chaves de fenda, lixa (para limpeza dos blocos de terminais) e o diagrama do circuito do motor (para identificar a posição dos fios do enrolamento da armadura).
- Confirmação do status do motor
Antes da medição, o motor deve ser completamente desligado, todas as fontes de alimentação (incluindo a fonte de alimentação da armadura e a fonte de alimentação de excitação) devem ser desligadas e os componentes de armazenamento de energia, como capacitores, devem ser descarregados para evitar o risco de choque elétrico. Deixe o motor esfriar até a temperatura ambiente (geralmente após um desligamento de mais de 1 hora) para evitar que o valor da resistência aumente devido ao aumento da temperatura (a resistência dos metais aumenta com a temperatura e o coeficiente de temperatura do cobre é de aproximadamente 0,004/°C).
2. Método de medição do núcleo: Método de ponte de braço duplo CC (recomendado)
- Operação de fiação
Consulte o diagrama do circuito do motor para encontrar os dois terminais de ligação do enrolamento da armadura (geralmente marcados como "Armadura +" e "Armadura -"). Use uma lixa para limpar a camada de óxido e as manchas de óleo na superfície dos terminais para garantir um bom contato. Conecte os "terminais de corrente" (I1, I2) da ponte CC de braço duplo a ambas as extremidades da armadura, respectivamente, e conecte os "terminais de tensão" (U1, U2) em paralelo na parte interna dos terminais de corrente (seguindo o princípio de "terminais de tensão próximos à resistência medida" para evitar incluir a resistência da fiação no valor medido).
- Etapas de medição
Ligue a fonte de alimentação da ponte, ajuste o braço de relação da ponte (selecione com base no valor estimado da resistência da armadura; por exemplo, se a resistência estimada for 5Ω, uma relação de 10Ω pode ser selecionada) e o braço de comparação, e observe a deflexão do ponteiro do galvanômetro. Quando o ponteiro retornar a zero ou estiver dentro da faixa de erro permitida (geralmente ±0,5%), registre o coeficiente do braço de relação (K) e a leitura do braço de comparação (R0) e calcule o valor real da resistência da armadura de acordo com a fórmula. Ra = K × R0.
Para melhorar a precisão, a medição deve ser repetida 3 vezes, e o valor médio deve ser considerado como resultado final (múltiplas medições podem compensar erros acidentais, como flutuações de resistência no momento do contato).
3. Fatores de interferência comuns e medidas de prevenção
- Influência da temperatura
Após a operação do enrolamento da armadura, sua temperatura aumenta, o que faz com que o valor da resistência aumente (por exemplo, quando o motor opera a uma temperatura de 80°C, a resistência do enrolamento de cobre é aproximadamente 22% maior do que à temperatura ambiente de 25°C). Se for necessário medir a "resistência a frio" (estado padrão de referência), o motor deve ser desligado e resfriado à temperatura ambiente. Se for necessário medir a "resistência a quente" (para analisar as perdas operacionais), a medição deve ser concluída em até 10 minutos após o desligamento do motor, e a temperatura do enrolamento naquele momento deve ser registrada para facilitar a correção subsequente dos dados.
- Fluxo Magnético Residual e Força Eletromotriz Induzida
Após o desligamento de um motor CC com excitação separada ou em derivação, o enrolamento de excitação pode apresentar fluxo magnético residual. Quando a armadura gira, uma força eletromotriz é induzida (semelhante a um gerador), o que interfere na medição da ponte. Método de prevenção: Antes da medição, faça um curto-circuito nas duas extremidades da armadura com um fio e gire manualmente o eixo do motor de 3 a 5 vezes para liberar a força eletromotriz residual induzida. Se a interferência persistir, a fiação do enrolamento de excitação pode ser desconectada para eliminar a influência do fluxo magnético residual.
- Fiação e resistência de contato
Se um multímetro comum (medição de braço único) for utilizado, a resistência da fiação (como resistência do fio, resistência de contato do terminal) pode ser responsável por uma grande proporção (por exemplo, se a resistência da armadura for de 1Ω e a resistência da fiação for de 0,1Ω, o erro chega a 10%). Portanto, uma ponte de braço duplo deve ser usada para medir a resistência da armadura de baixa resistência. Durante a medição, certifique-se de que a área da seção transversal do fio seja ≥1,5 mm² (para reduzir a resistência do fio) e aperte os terminais com uma chave de fenda para evitar a conexão virtual.
4. Análise e aplicação de dados após a medição
- Comparação e julgamento de dados
Compare o valor da resistência da armadura medida com o valor padrão no manual de fábrica do motor: se o valor real for mais de 15% maior que o valor padrão, pode ser devido ao envelhecimento do enrolamento da armadura (oxidação do fio, carbonização da camada de isolamento) ou curto-circuito entre espiras (parte do enrolamento está conectada, resultando em uma diminuição na resistência total, que precisa ser avaliada em conjunto com outros testes). Se o valor real for menor, é necessário verificar se há curto-circuito entre espiras no enrolamento (um megôhmetro pode ser usado para medir a resistência de isolamento do enrolamento para avaliação auxiliar).
- Cenários de Aplicação Prática
O valor preciso da resistência da armadura pode ser usado para calcular a corrente de partida do motor (de acordo com a fórmula Ist = U/Ra, onde U é a tensão da armadura) para determinar se o motor de partida está compatível. Ao mesmo tempo, pode ser usado para calcular a perda de cobre (Pcu = Ia²Ra, onde Ia é a corrente da armadura) para otimizar a eficiência energética do motor (se a perda de cobre for muito grande, é necessário verificar se o enrolamento apresenta geração de calor anormal).
Em conclusão, a medição precisa da resistência da armadura do motor CC requer a seleção de ferramentas adequadas, o controle das condições ambientais, a prevenção de fatores interferentes e a combinação de múltiplas medições com a comparação de dados. Somente dessa forma é possível fornecer uma base confiável para a manutenção e otimização do desempenho do motor, evitando erros de manutenção ou falhas no equipamento causados por julgamento incorreto dos parâmetros.
