FORMAÇÃO - PRÁTICAS DE ELECTRICIDADE
revista técnico-profissional
o electricista
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Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC
ficha prática n.º 23
{MOTORES ELÉCTRICOS – ROBOTS - PARTE 2}
PIEZOMOTORES OU ULTRASÓNICOS › Piezomateriais O termo “Piezo” chega-nos do grego “espremer” ou “pressionar”. Os piezocristais, quando sujeitos a pressões ou forças, criam campos eléctricos. O contrário também é verdade. Quando um piezomaterial é sujeito a corrente eléctrica, sofre uma deformação física quer por expansão do material, quer por originar vibração e sinais de grande frequência. Actualmente existem os chamados piezomotores.
› Características dos Piezomotores Isto permite, primeiramente uma precisão nanométrica pois, uma série de impulsos, desloca o rotor apenas alguns nanómetros. As velocidades podem ir desde 1 μm/s até os 800 mm/s, apresenta binários até ao dobro da apresentada por motores eléctricos convencionais, podem ser extremamente pequenos e tem rendimentos extraordinários. Este motor tem prestações fantásticas para o seu tamanho!
› Príncipio de Funcionamento dos Piezomotores Quer para os piezomotores rotativos, quer para os lineares, o princípio de funcionamento será o mesmo. Uma série de actuadores piezocerâmicos, estão ligados entre si e a um rotor. Ao serem percorridos por corrente, dá-se uma série de momentos vibratórios que causam a rotação do rotor. Um exemplo de um destes mecanismos apresentase na seguinte imagem:
Pequeníssimo piezomotor da empresa SQUIGGLE
› Aplicações
Mecanismo de rotação
No primeiro instante, nenhuma das piezocerâmicas, ligadas ao rotor, está a ser percorrida por corrente. Um dos cristais ao ser no instante (2), percorrido por corrente eléctrica expande e faz contacto com o rótor prendendo-o. No (3) cristal do meio expande, arrastando o rótor, causando o seu movimento rotativo. No (4) o cristal que prendia o rotor deixa de ser alimentado, e recua. Volta-se ao primeiro instante da sequência e daí há o loop que causa a rotação do rotor. O piezomotor pode ser rotativo, segundo a sequência já apresentada, ou pode também ser linear, por se montar um parafuso no meio do rotor e se vibrar em hoola hoop mode. Neste modo, o rotor transmite rotação e translacção ao parafuso, que se desloca descrevendo uma trajectória linear. Por se aplicar uma frequência ao rotor, é claro que a expansão dos piezomateriais não é muito significativa não chegando a ser uma expansão de sequer 1%. Mas esta sequência é impulsionada por frequências, às vezes, de 5 MHz!
Estes motores tem ínumeras aplicações em funções que necessitem de movimentos com binário resistente considerável e que necessitem de velocidades e precisões extraordinárias a pequena escala. Um mercado em que estes motores têm sido amplamente utilizados é na focagem das lentes em máquinas fotográficas.
SERVOMOTORES › Definição Um servomecanismo, por definição, é um mecanismo que automaticamente com base num sinal de realimentação, consegue corrigir a “performance” de um determinado dispositivo. Assim, um servomotor, será um que tem um circuito de comando que recolhe informações através de sensores quanto à posição do rotor, e daí, determina a correcção de um eventual erro de posição, providenciando que este seja corrigido. Actualmente estão disponíveis servomotores AC, DC, DC brushless e AC brushless. Contudo, o princípio de funcionamento para todos será o mesmo havendo apenas algumas diferenças na sua prestação. Um servomotor terá sempre os seus constituintes básicos