Construção do protótipo

Este subcapítulo serve o propósito de descrever as fases de construção do protótipo seleccionado no Capítulo 4, cujos parâmetros de dimensionamento se podem consultar na Tab. 4.1 (Máquina 9) e cujas representações dos projectos dos circuitos magnético e eléctrico se mostram, respectivamente, na Fig. 4.8 e na Fig. 4.9.

A Fig. 7.1 mostra o primário do actuador, onde se podem observar as 6 bobinas, com os respectivos terminais de ligação, que formarão, através da sua ligação em série duas a duas, as três fases do primário, tendo sido utilizado na bobinagem condutor com diâmetro de 1 _{[mm] e classe de isolamento H} (180_{°C). A laminação do primário foi conseguida através do empilhamento de} chapas de ferro ordinário, por impossibilidade de utilização de uma liga de aço magnético, com 0,5 _{[mm] de espessura. As chapas utilizadas foram cortadas em} L, devidamente banhadas em material isolante e empilhadas. O circuito magnético do primário foi então construído através da junção sucessiva dos empilhamentos das chapas, alternadamente invertidos, de forma a que cada par de empilhamentos formassem dois dentes consecutivos. Posteriormente, as camadas de chapas foram fixadas através da colocação de uma base em

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sensivelmente, no ponto médio de cada um dos dentes. A Fig. 7.2 mostra um pormenor da fixação e aperto da laminação do primário do actuador.

Fig. 7.1 Primário do actuador.

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O secundário do actuador, ilustrado fotograficamente na Fig. 7.3, e que idealmente, deveria ser construído através do empilhamento de chapas, foi na verdade realizado pela soldadura de blocos em ferro maciço, de forma paralelepipedal, colocados ao longo de uma barra, também em ferro maciço. Estes blocos foram talhados com comprimento, largura e altura, respectiva- mente correspondentes aos valores previamente dimensionados para a largura das laminações w, para a largura dos dentes b e para a altura das cavas _s h . _s

Fig. 7.3 Secundário do actuador.

Relativamente à barra, a sua espessura corresponde ao valor encontrado no dimensionamento para a espessura do núcleo do secundário n , sendo o seu _p comprimento o quíntuplo do comprimento do secundário dimensionado. Note- -se que foi precisamente o valor do comprimento do secundário o factor

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secundário resulta da exigência de um maior curso para o ensaio do actuador, quer para os ensaios de tracção (permite averiguar da influência do posiciona- mento do secundário no desempenho do actuador, consoante se considerem zonas médias ou zonas nas extremidades do secundário), quer para os futuros ensaios que forem exigidos aquando do estudo do controlo deste actuador. Em termos das anteriores análises do actuador, é de referir que, embora o compri- mento do secundário seja diferente, elas continuam válidas, uma vez que a alteração desse comprimento para um múltiplo do comprimento dimensionado, e que resulta no aumento do número de dentes do secundário para 20, não é mais do que considerar o mesmo múltiplo de máquinas 6/4 elementares.

A estrutura metálica utilizada para o posicionamento das partes constituintes do actuador, bem como para a realização dos ensaios experimentais, foi construída em forma de pórtico, como se mostra na Fig. 7.4. Este pórtico é constituído por um tabuleiro horizontal, no qual se soldaram duas guias em forma de V invertido, nas quais o primário do actuador desliza, e duas calhas colocadas ao longo de toda a estrutura, que impedem o primário de subir, por influência da força atractiva no sentido do secundário.

Verticalmente, foram colocadas 4 barras inclinadas ao longo da estrutura, com igual espaçamento entre si, que, para além de suportarem o secundário, permitem, através de 2 parafusos sem fim por barra, a regulação do compri- mento do entreferro, e cujo pormenor se mostra na Fig. 7.5.

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Fig. 7.4 Banco de ensaio.

Fig. 7.5 Pormenor do banco de ensaio. Regulação do comprimento do entreferro e sistema de rolamento, com rodízios de PVC.

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A escolha da parte móvel do actuador, como sendo o primário, foi sustentada pelo critério do menor peso e da facilidade de deslocamento, tendo sido o posicionamento relativo entre as duas partes constituintes do actuador, determinado também pela vantagem do peso do primário e das forças atractivas terem sentidos contrários.

Ao primário do actuador foi adaptado uma base metálica com 4 rodízios em PVC, rasgados, permitindo não só o seu encaixe nas duas guias longitudinais, mas também reduzir o atrito do actuador. A fotografia de pormenor da Fig. 7.5 permite a visualização do sistema de guiamento do primário.

Para que o deslocamento do primário do actuador se fizesse da forma mais facilitada possível, colaram-se os condutores terminais das bobinas ao corpo do primário, como se mostra na Fig. 7.6, e, na extremidade deste, colou-se uma plataforma acrílica com as ligações das bobinas aos condutores flexíveis, de comprimento um pouco superior ao curso do actuador.

Os condutores foram por sua vez colocados no interior de uma correia articulada, normalmente utilizada em robótica, colocada por baixo do primário, permitindo o deslocamento deste em ambos os sentidos, como se pode ver na Fig. 7.7.

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Fig. 7.6 Pormenor da ligação exterior das bobinas.

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