Experiências com EL CID (Electromagnetic Core Imperfection Detection) - Parte 2

Na primeira parte falei um pouco sobre o que é para que serve o teste do EL-CID agora vamos a um ensaio prático.

Bom a primeira coisa foi encontrar um núcleo disponível, sorte que a bomba velha que estava em casa para manutenção. trata-se de um motor trifásico com rotor gaiola de esquilo, então faremos o teste no estator.

Montando o circuito de indução

A primeira partes foi desenvolver um sistema que permitisse a indução de corrente necessária para realizar o teste. Acompanhando mais ou menos o que se garante para os testes principais da máquina, seria algo em torno de 1 a 2% do fluxo que atravessa a máquina. Como as bobinas são montadas 2 pares de poles para 1800 rpm esse motor seria atravessado na parte magnética por um fluxo equivalente a 1/6 da potência efetiva consumida por ele em carga máxima.

Particularmente não tive muita preocupação em calcular o fluxo que realmente atravessa a máquina, até mesmo porque essa relação de 4% produz um fluxo aceitável para medição em máquinas grande de dezenas e centenas de MVA's mas para um pequeno motor de 2 cv isso é muito pouco e pode não sensibilizar o elemento de medição, o semi anel de Rogowski.

Partindo desse principio nada menos do atravessar a anel magnético com um fluxo constante de algo em torno do nominal, cada bobina são 55 espiras de fio #26 AWG (bobina do estador do motor gaiola) que somadas em série daria aproximadamente 1,1 V por espira com a corrente máxima de 3A por fase.

Ponderando isso achei sensato utilizar 50 espiras de fio #22AWG. Como tenho poucos recursos de corrente, não tenho ainda um TC na minha bancada para fazer uma máquina de corrente a ideia é improvisar! Utilizando um transformador de 220V:110V ligando em 127V como abaixador, até para isolar da rede, teria uma tensão secundária de 63V, é difícil encontrar a relutância do indutor formado pela seção diagonal do núcleo para uma espira mal enrolada como a que está na foto abaixo, mas considerando ainda a medida da menor seção (veja estou desconsiderando o chassi porque ele é de alumínio, não parece mais é) 10 x 1 cm (medidas aproximadas).

Isso dá um valor de B ~ 0,3T como o material satura perto de 0,64T estamos indo bem para fazer um teste de EL-CID.

Diferente de uma bobina disposta numa ranhura da máquina que direciona o fluxo para o entreferro para produção de força magnética montagem da bobina desta forma, abraçando o núcleo continuo faz circular uma corrente no núcleo do rotor de forma que em cada cabeça de ranhura o fluxo que se dispersa da parte circular se apresenta.

Montando um Anel Rogowski

O próximo passo é montar o anel de Rogowski, sem muitas delongas a parte mais chata é encontrar um semi anel que pegue exatamente duas ranhuras, o meu primeiro teste resolvi fazer com uma peça que já tinha disponível de ferro.

 O enrolamento fiz com fio esmaltado #26AWG, era o que eu tinha disponível, com isso, não consegui estabelecer um número bom de espiras, couberam apenas 73.

Além disso, como não tinha a conicidade do núcleo o acoplamento entre a bobina no ponto de medição e a cabeça da ranhura ficava prejudicada mas mesmo assim resolvi insistir no teste, até porque, como o núcleo tem 10cm de comprimento e a bobina é um quadrado de 1 cm já pega 10% da área efetiva da ranhura do núcleo.

Realizando o Teste

Sem muitas demoras resolvi começar o teste, nada de especial, criei uma vara com um cabo de alumínio, por mais que achasse seguro colocar o meu aparato dentro da ranhura manualmente prefiro utilizar uma vareta.

Antes de iniciar o teste, coloquei uma lampada no circuito, objetivo era limitar a corrente se a impedância do núcleo ficasse baixa de mais, não cheguei a indicar mas a impedância das 50 espiras ficaria baixa provocando uma corrente para mais de 3 A, então coloquei uma lampada de 127V 200W, que daria 80Ohms, uma corrente inicial de pouco menos de 1A, claro queria testar antes depois ir subindo a corrente associando lampadas em paralelo.  

Na terceira parte vou colocar os resultados do teste.