BR112012007022A2

BR112012007022A2 - motor elétrico e método de controle do mesmo

Info

Publication number: BR112012007022A2
Application number: BR112012007022-3A
Authority: BR
Inventors: Uff Pettersson; Anders Erestam
Original assignee: Husqvarna Ab
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2021-01-26
Also published as: AU2009353365A1; AU2009353365B2; EP2484003A1; CA2775834A1; US20120299521A1; US8975852B2; EP2484003B1; WO2011040845A1; CA2775834C; CN102549910B; CN102549910A; EP2484003A4

Abstract

MOTOR ELÉTRICO E MÉTODO DE CONTROLE DO MESMO. A presente invenção está correlacionada a um motor elétrico universal de fase única (100) de uma ferramenta elétrica portátil, isto é, um motor tendo um estator (2) e enrolamentos de rotor (7) conectados em série, o motor também incluindo um sistema de controle de motor (400), o qual inclui: - um dispositivo de medição de corrente (402) para direta ou indiretamente medir a corrente elétrica nos enrolamentos do rotor (7), proporcionando um valor ou valores de corrente de rotor; - um dispositivo de medição/estimativa de temperatura ambiente (404) para medir ou estimar a temperatura do ar ambiente, proporcionando um valor ou valores de temperatura do ar; - um dispositivo de estimativa de temperatura do rotor (406, 407, 408, 409, 410, 411) para estimar uma temperatura de rotor, com base, pelo menos, no valor ou valores de corrente do rotor e no valor ou valores de temperatura do ar.

Description

ITTITITIO — LS 4 % 1/11 “MOTOR ELÉTRICO E MÉTODO DE CONTROLE DO MESMO” Campo Técnico A presente invenção está correlacionada a um motor elétrico para uma S — ferramenta elétrica.

Especificamente, o motor elétrico compreende componentes para evitar o Superaquecimento do motor.

A Presente invenção também se refere a um método para estimar uma temperatura de rotor em um motor elétrico e a um método para controlar um motor elétrico, a fim de evitar o Superaquecimento do dito motor. — Antecedentes da Técnica Nos convencionais motores de corrente alternada (AC), algumas Vezes, são adotadas medições médias de corrente do rotor para estimar uma temperatura do totor.

Exemplos de tais motores incluem os motores universais para acionamento de diversos tipos de ferramentas elétricas e Outros equipamentos, assim como, motores — especificamente adaptados para uma determinada aplicação, como, por exemplo, cortadores elétricos ou máquinas de Perfuração, Particularmente, Para acionamento de uma broca de perfuração de uma Perfuradora de testemunhagem através de uma caixa de engrenagens resfriada à água.

Neste último Caso, o motor pode ser deslizavelmente montado sobre uma Plataforma de Perfuração presa no solo, e uma Perfuradora de testemunhagem é disposta sobre um eixo de saída da caixa de engrenagens, para ser rotativamente acionada Pelo motor.

Ao deslizar o motor lentamente para baixo, a Plataforma de Perfuração alimenta a broca de Perfuração de modo mais profundo dentro do solo ou estrutura a ser perfurada, O rotor, normalmente, é a Parte mais exposta à temperatura de um motor de — corrente alternada, que apresenta um estator externo e um rotor interno/central adaptado com enrolamentos de rotor.

Quando sob alta Carga, os enrolamentos do rotor aquecem o rotor significativamente e, dependendo do Projeto, tamanho e dimensionamento de energia, o rotor sob determinadas condições operacionais Pode correr o risco de apresentar superaquecimento, Assim, por exemplo, o rotor deve suportar temperaturas — de até 180ºC, mas, sob temperaturas mais elevadas, poderá apresentar superaquecimento € avaria.

Uma vez que é difícil e dispendioso medir a temperatura real do rotor, então, a mesma pode ser estimada.

Assim, por exemplo, nos motores Husqvarna providos de proteção contra Superaquecimento (Elgard”* ), à corrente através do rotor é medida e se a

ITTTTITUI""——22N E . , 2/11 a corrente alcançar um pPredeterminado valor limite, o motor é ativado em um modo S Pulsante, no qual a corrente alimentada ao rotor é pulsante, Um tempo típico de ciclo de | Pulsação é 0,5 segundos.

Sea carga do motor não for reduzida durante a Pulsação, a corrente é completamente desligada, Caso a carga do motor não for reduzida dentro de um Predeterminado Período de tempo.

Uma vez que a temperatura do rotor não depende apenas da corrente do TOtor, mas, também, de outras condições Operacionais, o potencial total do motor (e rotor) nem sempre é disponível.

Para provisão de um motor em uma determinada faixa de Potência e com excelente confiabilidade, é, Portanto, normalmente exigido, Super-dimensionar o motor.

Entretanto, o Superdimensionamento torna o motor com menos rendimento, mais pesado e mais caro do que, no caso Contrário, seria necessário.

Resumo da Invenção Em vista do exposto acima, constitui um objetivo da Presente invenção proporcionar um motor elétrico alternativo e/ou aperfeiçoado, e um método de controle de um motor elétrico, mediante estimativa de Sua temperatura de rotor, Especificamente, um adicional objetivo é Proporcionar um método de controle de um motor elétrico Universal, Preferivelmente, Um motor de corrente alternada (AO), para uma máquina de construção, a fim de evitar Superaquecimento do motor, De acordo com a presente invenção, esse objetivo é alcançado mediante um motor elétrico Para uma ferramenta elétrica, incluindo um estator, uma unidade de rotor com um eixo central de rotor e enrolamentos de TOtor, e um sistema de controle de motor, o sistema de controle de motor incluindo: 7 um dispositivo de medição de corrente Para direta ou indiretamente medir a corrente — elétrica nos enrolamentos do rotor, proporcionando um valor ou valores de corrente de rotor; - um dispositivo de medição/estimativa de temperatura ambiente, para medir ou estimar a temperatura do ar ambiente, Proporcionando um valor ou valores de temperatura do ar; e -um dispositivo de estimativa de temperatura do rotor, para determinar uma nova estimativa de temperatura de rotor, que é Pelo menos baseada no valor ou valores de Corrente do rotor e no Valor ou valores de temperatura do ar. 3 Dessas o o TN

DIO —————————SSSSSSSMMS 3 3/11 Preferivelmente, o sistema de controle de motor inclui ainda um dispositivo de limitação de voltagem, para evitar o Superaquecimento/queima da unidade de rotor, através da limitação da voltagem nos enrolamentos do rotor, se a nova estimativa de temperatura do rotor exceder um predeterminado limite de — Superaquecimento.

Preferivelmente, o sistema de controle de motor inclui ainda um dispositivo de sinalização de som e/ou luz, para sinalizar ao usuário que a temperatura do rotor está próxima ou já se encontra na temperatura de Superaquecimento/queima, preferivelmente, mediante Provisão de um sinal de som e/ou luz, se a nova estimativa de “temperatura do rotor exceder um predeterminado segundo limite, que, preferivelmente, é inferior ao primeiro limite.

Preferivelmente, sistema de controle de motor inclui ainda um dispositivo de medição/estimativa de velocidade do rotor, Para medir ou estimar a velocidade do Totor, proporcionando um valor ou valores de velocidade de rotor, e em que o dispositivo 15º de estimativa de temperatura do rotor é também disposto para utilizar o valor ou valores de velocidade do rotor, quando da determinação da nova estimativa de temperatura do rotor.

Preferivelmente, O sistema de controle de motor inclui ainda uma memória, para armazenamento de estimativa(s) anterior(es) de temperatura de rotor, a —qualé utilizada quando da determinação da nova estimativa de temperatura do rotor.

A presente invenção também se refere a um método para controlar um motor elétrico, mediante estimativa de sua temperatura de rotor, compreendendo as etapas de: a) determinar um valor ou valores de corrente de rotor, através da medição da corrente — elétrica no enrolamento de rotor; b) determinar um valor ou valores de temperatura de ar, através da medição ou estimativa da temperatura de ar ambiente; Cc) determinar um valor ou valores de velocidade do rotor, através da medição ou estimativa da velocidade de rotação do rotor; —d) determinar uma nova estimativa de temperatura do rotor, com base no dito valor de corrente de rotor da etapa (a), dito valor de temperatura do ar da etapa (b) e no dito valor de velocidade de rotor da etapa (c). Preferivelmente, o método inclui ainda uma ou mais das seguintes etapas:

DO Ob: + 4/11 e) comparar a temperatura estimada de rotor da etapa (d) com um predeterminado limite; e É) se a temperatura estimada do rotor for maior que o predeterminado limite de acordo com a comparação da etapa (e), limitar a voltagem nos enrolamentos de rotor, quando estáativado.

8) comparar a temperatura estimada de rotor da etapa (d) com um predeterminado segundo limite; e b) se a temperatura estimada do rotor for maior que o predeterminado segundo limite de acordo com a comparação da etapa (e), Prover um sinal de luz e/ou um sinal de som.

i) sea limitação da voltagem da etapa (D for ativa, desativar a mesma, se a carga do motor for reduzida, preferivelmente, ao se detectar que a corrente elétrica no enrolamento de rotor está sendo reduzida.

]) se a limitação da voltagem da etapa (9 foi ativa por um Período de tempo que excedeu um limite de desligamento, o motor é desligado.

Breve Descrição dos Desenhos Outros objetivos, características e vantagens da presente solução serão melhor entendidos através da seguinte descrição detalhada ilustrativa e não-limitativa de modalidades da presente invenção, fazendo-se referência aos desenhos anexos, em que as mesmas referências numéricas serão usadas Para elementos similares, nos quais: - a figura 1 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha I-I na figura 2, de uma modalidade preferida de um motor elétrico de fase única, em conformidade com a presente invenção; - a figura 2 é uma vista de topo do motor elétrico de fase única mostrado na figura 1; 2 -afigura3 é uma vista em Perspectiva de uma máquina de perfuração de testemunhagem, montada em uma plataforma de Perfuração; e - a figura 4 é um diagrama em bloco da arquitetura de hardware-software usada para estimar uma temperatura de rotor do motor. —Modo(s) de Realização da Invenção A figura 1 mostra um motor elétrico de fase única (100), tendo uma saída de potência nominal de 2,7 KW. O motor é para ser alimentado por 230V - 50Hz, ou por 120V — 60Hz. Uma carcaça de motor (1) contém uma unidade de estator (2), uma

ITITTO————>———

3. 5/11 unidade de rotor 6), um condutor d entrada de ar (4), um condutor de saída de ar (S)e um ventilador (6). A unidade de rotor (3) inclui enrolamentos de rotor (7) um eixo de rotor (8), o qual apresenta um eixo central longitudinal (9). O eixo de rotor (8) é rotativamente suportado em um primeiro mancal esférico (10) em uma extremidade S — superior (11) do eixo de rotor (8) e em um Segundo mancal esférico (12) em um ponto de mancal (13), abaixo dos enrolamentos de rotor (7). Uma extremidade inferior (14), Oposta à extremidade superior (11) do eixo de rotor (8) constitui um eixo de saída do motor (100) para conexão com uma caixa de engrenagens (200) (figura 3), para acionar uma ferramenta de trabalho rotativo (300) (figura 3) em uma conveniente velocidade de rotação. Um ventilador (6) é fixado ao eixo de rotor (8), Para rotação na mesma velocidade do eixo de rotor (8). Desse modo, o ventilador (6) extrai ar ambiente para dentro da carcaça de motor (1) através do condutor de entrada de ar (4) e para fora através do condutor de saída de ar (5), o ar Circulante passando Pela unidade de rotor (3), resfriando à mesma e Outras partes do motor, durante a operação. O motor (100) — compreende ainda uma alça (15) eum interruptor (16), com um botão de interruptor CD) Para ligar e desligar o motor.

Um sistema de controle de motor (400) é proporcionado Para controlar a velocidade do motor (100) e inclui um sistema de hardware (401-405, 413) e software (406-412). Logicamente, o sistema de controle de motor (400) inclui ainda um sistema de hardware (nao mostrado), para executar o software (406-412). Na figura 4, é mostrado um fluxograma do Programa numa arquitetura HW-SW do sistema de controle de motor (400), para controle do motor em conformidade com a presente invenção. As unidades de hardware (401-404, 413) para acessar o software incluem uma memória de temperatura (401), um dispositivo de medição de corrente (402), um dispositivo de —medição/estimativa de velocidade de rotor, preferivelmente, um Sensor de rpm do rotor (403), um dispositivo de medição/estimativa de temperatura ambiente (404) e um cronômetro (413). A unidade de hardware também inclui um dispositivo de limitação de voltagem (405), para evitar Superaquecimento/queima da unidade de rotor (3), mediante limitação da voltagem nos enrolamentos de rotor O, preferivelmente, através da — pulsação, preferivelmente, através da pulsação da voltagem nos enrolamentos do rotor (7). O software é ilustrado na forma de quadros (406-412), A memória (401) é uma memória interna ou externa, sendo usada para armazenar uma estimativa de temperatura de rotor. À estimativa de temperatura de rotor

ERRORS

+ 6/11 armazenada que se refere à estimativa de temperatura de rotor anterior (Trotor, 1) É lida pelo quadro de software (407), a ser usado para iteração em uma fórmula para estimar uma nova estimativa de temperatura de rotor (Frotor, 1). À estimativa de temperatura de rotor anterior (Trotor, -) é também passada no quadro de software (411). A nova estimativa S — de temperatura de rotor (Trotor, k+1), É retornada para o quadro de software (406), a partir do quadro de software (407), para ser armazenada na memória (401), substituindo a estimativa de temperatura de rotor anterior (Trotor, 1). Na partida do motor (100), o quadro de software (406) recebe a última estimativa de temperatura de rotor armazenada da memória (401) (isto é, a estimativa de temperatura no momento em que o motor foi desligado, sendo aqui referida por (Trotor, o) ou um valor que possa ser usado para calcular a temperatura do rotor, um valor de temperatura de ar ambiente (7,) medida pelo sensor de temperatura de ar ambiente (404), e um valor de cronômetro do cronômetro (413), indicando quanto tempo passou desde que o motor foi desligado. O cronômetro pode, por exemplo, ser energizado por 1 um capacitor reserva (não mostrado), tendo suficiente energia para energizar o cronômetro por algumas horas (se o tempo a partir do desligamento é demasiadamente longo, ocasionando a drenagem do capacitor, é suposto que suficiente tempo tenha passado para resfriamento do motor, e, conseqiientemente, o valor de partida (Trotor,1) para a iteração é então ajustado para o valor de temperatura de ar ambiente (Tar)). Desse — modo, o valor de partida é calculado por uma fórmula Troton1 = i(t, T, rotor, o, Tar), onde i() é uma função que leva em consideração a temperatura do motor no desligamento, isto é, (rotor, o), à temperatura do ar ambiente (Tar) (uma baixa temperatura de ar ambiente irá resfriar o motor de modo mais rápido do que uma temperatura de ar ambiente mais quente), e quanto tempo “f” foi decorrido desde que o motor foi desligado (quanto maior —forotempo decorrido “FP”, mais o motor (100) é resfriado, e, conseqiientemente, o valor de partida (Trotor1) irá se aproximar da temperatura do ar ambiente (7,,) com aumento do tempo “f”).

Preferivelmente, a memória (401) é uma memória não-volátil, isto é, mantém a informação sem suprimento de energia constante.

O dispositivo de medição de corrente de rotor (402), por exemplo, um transdutor, mede a corrente do motor e passa o valor da corrente de rotor saída (D para o quadro de software (408). O software (408) usa o valor de corrente de rotor (1) em uma função f(a,D), que depende do valor de corrente de rotor (7) e de uma constante “Fa, ,e

—*——SSSSSSSSSSSSSSSSSSMSMMM : 7/11 passa o resultado para o quadro (407). Quanto maior for o valor de corrente de rotor, maior contribuição será dada para estimativa de temperatura do quadro (407). À constante “a” pode ser determinada com base em alguns fatores, tais como, a resistência elétrica nos enrolamentos de rotor (7), as escovas de carbono e no contato entre as — escovas de carbono e o coletor de rotor (escovas de carbono e coletor de rotor, não mostrado na figura). À constante “a” é praticamente correlacionada à configuração e projeto do motor e, portanto, é preferivelmente testada empiricamente para cada variante de motor em questão.

O sensor de rpm do rotor (403) para detecção/medição da velocidade de “rotação do eixo de rotação (8) é localizado no motor (o sensor é de um tipo convencional e, consegientemente, não foi mostrado nas figuras 1 e 2). O sensor de rpm do rotor (403) pode, por exemplo, ser um sensor de efeito Hall, localizado na proximidade do primeiro mancal esférico (10), que detecta a rotação de um ímã na extremidade superior (11) do eixo de rotação (8). O sensor de rpm de rotor (403) é conectado aos quadros de software (409) e (410), para continuamente liberar valores de velocidade de rotor (Nrotor) para o mesmo.

O software (409) usa o valor de velocidade de rotor (Nrotor) em uma função g(b, Nrotor) que depende do valor de velocidade de rotor (Nrowr) e de uma constante “b”, e passa o resultado para o quadro (407). Quanto maior for a velocidade de rotor (Nrotor), Maior será a contribuição de calor de atrito e, conseqiientemente, a função 8(b, Nrotor) irá proporcionar valores maiores com o aumento da velocidade do motor. A constante “b” depende do atrito mecânico do rotor e, preferivelmente, é testada empiricamente para cada variante de motor em questão. O valor de velocidade de rotor (Nrotor) do sensor de rpm do rotor (403) é também passado para o quadro (410).

O sensor de temperatura de ar ambiente (404) está localizado na unidade de estator (2) para conveniente medição da temperatura de ar ambiente (também, é de um tipo convencional e, consegiientemente, não mostrado nas figuras 1 e 2). Alternativamente, o sensor de temperatura de ar ambiente (404) pode ser localizado em qualquer lugar no motor (100), para uma conveniente medição da temperatura de ar —ambiente. O sensor de temperatura de ar ambiente (404) libera continuamente valores reais de temperatura de ar (Tar), para o quadro de software (411). Como alternativa ao sensor de temperatura de ar ambiente (404), o motor (100) pode, ao invés disso, ser provido de meios para estimar a temperatura de ar ambiente e liberar um valor de

DE ————————————LSS . 8/11 temperatura de ar estimado (Tar) para o software. Assim, por exemplo, a temperatura de um componente cuja temperatura é pelo menos parcialmente dependente da temperatura de ar ambiente pode ser medida, por exemplo, a temperatura de um triac que controla a corrente de motor pode ser usada para estimar a temperatura de ar ambiente, caso a — corrente de motor e a velocidade de rotor também sejam medidas, uma vez que essa temperatura irá depender desses parâmetros.

O quadro de software (411) recebe também a estimativa de temperatura anterior (Trotor, é) do quadro (406). O valor de temperatura de ar ambiente (Tar) detectado pelo sensor (404) é subtraído do valor presente de temperatura de rotor do quadro (406), isto é, a estimativa de temperatura anterior (Trowor, 1) & a diferença de temperatura resultante (Trotor, x — Tar) É alimentada ao quadro (410).

No quadro de software (410), a velocidade de rotor do sensor de rpm de rotor (403) e a diferença de temperatura rotor, x = Tar) do quadro de software (411) são tratados por uma função h(c, Nrotor, T, rotor, k — Tar) € O resultado é enviado para o quadro (407) A função é adaptada para proporcionar valores maiores, quanto for maior a diferença de temperatura (Trotor, x — Tar). Uma diferença de temperatura alta irá resfriar mais o rotor do que uma mais baixa diferença de temperatura (na medida em que a temperatura de ar ambiente é mais fria que a temperatura do rotor). No caso raro de a temperatura ambiente ser mais alta, o valor resultante da função h() irá mudar de sinal. À — velocidade de rotor também influencia o resfriamento do rotor, uma vez que o ventilador de resfriamento (6) gira com o eixo do rotor. Assim, uma mais alta velocidade de rotor aumenta a quantidade de ar de resfriamento Para a unidade de rotor (3) e, portanto, a função h() é adaptada para proporcionar valores maiores, quanto maior for o valor da velocidade de rotor (Nrotor). À constante “c” depende da eficiência do ventilador (6) que — está resfriando o motor (100) e, preferivelmente, é testada empiricamente para cada variante de motor em questão e quanto mais eficaz for o ventilador, maior será a constante “c”. A função h() é adaptada para proporcionar valores mais altos, quanto maior for a constante “c”, No quadro de software (407), uma nova estimativa de temperatura de rotor (Trotor ks1) É estimada, com base na estimativa anterior de temperatura de rotor (Trotor, 1), quando recebida Pelo quadro de software (406), no valor de corente de rotor (D), quando recebido Pelo quadro de software (408) e no valor de velocidade do rotor Nrotor), quando recebido pelo quadro de software (409). Preferivelmente, a nova

DO O,»,:»,.»O»,O»âDnjCsa—>7L 9/11 estimativa de temperatura de rotor é também baseada na diferença entre a estimativa de temperatura anterior do rotor (7, Totor, k) € a temperatura do ar (7, ar), isto é (Trotor, 1- Ta). Isso é feito mediante recebimento de dados dos quadros de software (406-410). Em um exemplo vantajoso, a fórmula de iteração é escrita da seguinte forma: Trotonti =Trotor, +fla,]) +8(b, Nrotor)- h(CNrotor, Trotor, k- Tar) em que: - (Trotor, 1) É a saída do quadro (406); -f(a,l) é a saída do quadro (408); - 8(b, Nrotor) É a saída do quadro (409); = h(CNrotor Trotor, x- Tair) É a saída do quadro (410).

-k=1,... é um número de índice para a iteração.

A nova estimativa de temperatura de rotor (Trotor, kr) É passada para o quadro (412), onde é comparada a um primeiro predeterminado limite de superaquecimento. Se a estimativa de temperatura de rotor (Trotor, t+1) exceder o primeiro limite, o dispositivo de pulsação de corrente de motor (405) será ativado, em que a corrente é pulsada em um ciclo de tempo de cerca de 0,5 segundos. Depois, se a carga, por exemplo, mediante medição de uma diminuição de corrente de motor, for reduzida, o Sistema de controle de motor (400) retorna para operação normal. De outro modo, se a carga não for reduzida dentro de um predeterminado período de tempo, um limite para — desligamento (por exemplo, de 3-6 segundos), o sistema de controle de motor (400) desliga o motor (100). O primeiro valor limite foi ajustado por meio de testes e, adequadamente, incorpora uma margem de segurança. De acordo com o exemplo, o Primeiro valor limite pode ser de cerca de 180ºC. Em uma modalidade, se a estimativa de temperatura de rotor (rotor, t+1) não exceder o primeiro limite, a estimativa de temperatura de rotor rotor, k+1) É comparada a um predeterminado segundo limite, que é menor que o primeiro limite. Se a estimativa de temperatura de rotor (Trotor, k+1) exceder o segundo limite, o sistema de controle de motor proporciona um sinal de som e/ou de luz como um alerta para o usuário, de que a temperatura está se aproximando do Superaquecimento. Assim, por —exemplo, o segundo limite pode ser de cerca de 160ºC. Logicamente, pode ser possível ter ainda mais limites, Proporcionando sinais de alerta mais intensos, quanto maior for a estimativa de temperatura de rotor rotor, 11). Assim, por exemplo, é possível ter um

ITITIO——————————— : 10/11 dispositivo de luz mudando de verde para laranja e para vermelho, quando a estimativa de temperatura (Trotor, 11) for maior.

Em outra modalidade, o sistema de controle de motor (400) não é provido do dispositivo de pulsação de corrente de motor (405). Ao invés disso, o usuário será — alertado pelos sinais de som e/ou luz, conforme descrito no parágrafo anterior.

Assim, o motor pode ser desligado se um predeterminado valor maior que todos os limites de alerta for excedido e/ou exceder um limite maior que um predeterminado período de tempo.

Alternativamente, o motor nunca é desligado pelo sistema de controle de motor (400); ao invés disso, a decisão é deixada Para o usuário determinar se o mesmo deve ser alertado do desligamento.

A figura 3 mostra uma máquina de perfuração de testemunhagem montada em uma plataforma de perfuração (31). O motor (100), de acordo com a Presente solução, é conectado à uma caixa de engrenagem (200) com três diferentes engrenagens, para seleção de uma velocidade ótima de Perfuração, por meio de um — botão de mudança de engrenagem (32). A caixa de engrenagens (200) é acionada por um eixo de saída de motor, no presente caso, o eixo de rotor (8), não mostrado na figura 3. Um eixo de saída da caixa de engrenagem (33) é firmemente fixado a uma ferramenta de Processamento rotativo, no presente Caso, uma perfuradora de testemunhagem cilíndrica vazada (300), provida com segmentos de corte (34) em volta de seu perímetro terminal — inferior, que se defronta com o Piso/solo ou estrutura a ser perfurada.

A plataforma de perfuração (31) compreende ainda uma placa de base (35) a ser aparafusada sobre o Piso/solo ou estrutura a ser perfurada.

A placa de base (35) pode ser também fixada por meio de sucção a vácuo em uma cavidade (não mostrado) na placa de base, que se defronta com o Piso/solo ou estrutura a ser perfurada.

Nesse Caso, uma vedação (não —mostrado) garante a hermeticidade ao ar entre a cavidade sob vácuo e o Piso/solo ou estrutura a ser perfurada.

A plataforma de perfuração (31) compreende ainda um elemento tipo veículo (36), para movimentar a máquina de perfuração descendentemente ao longo de uma coluna (37), quando a Perfuração prossegue.

Conquanto que a invenção tenha sido mostrada e descrita em conexão com uma modalidade preferida da mesma, deverá ser entendido que diversas modificações, substituições e adições poderão ser feitas, desde que dentro do idealizado amplo escopo das reivindicações Seguintes.

O] y 11/11 Assim, por exemplo, o dispositivo de medição/estimativa de velocidade do rotor foi exemplificado POr um sensor de rpm de rotor (403), mas, também seria possível estimar o valor de velocidade de rotor através do uso do valor de corrente do rotor, proveniente do dispositivo de medição de corrente (402) e de uma voltagem de — rotor, proveniente de um dispositivo de medição de voltagem, o qual mede a voltagem dos enrolamentos de rotor (7). Preferivelmente, tal estimativa pode usar as características de motor, quando da estimativa do valor de velocidade de rotor.

Além disso, o dispositivo de medição de corrente de rotor (402) pode, também, medir a corrente do rotor indiretamente, Por exemplo, mediante uso de valores — de voltagem de rotor, proveniente de um dispositivo de medição de voltagem, e valores de velocidade de rotor, provenientes do sensor de rpm do rotor (403). Também, as características de motor podem ser usadas em tal medição indireta.

Além disso, muito embora as diferentes funções tenham sido exemplificadas mediante uso de valores únicos, poderia, logicamente, ser Possível a utilização de diversos valores, por exemplo, mediante formação de médias móveis ou por outros métodos estatísticos bem conhecidos.

Claims

. 1/4 REIVINDICAÇÕES

1. Motor elétrico universal de fase única (100) de uma ferramenta elétrica portátil, isto é, um motor tendo um estator (2) e enrolamentos de rotor (7) conectados em — série, o motor também incluindo um estator (2), uma unidade de rotor (3) com um eixo central de rotor (8) e enrolamentos de rotor (7), e um sistema de controle de motor (400), caracterizado pelo fato de que o sistema de controle do motor inclui: - um dispositivo de medição de corrente (402) para direta ou indiretamente medir a corrente elétrica nos enrolamentos do rotor (7), proporcionando um valor ou valores de corrente de rotor; - um dispositivo de medição/estimativa de temperatura ambiente (404) para medir ou estimar a temperatura do ar ambiente, proporcionando um valor ou valores de temperatura do ar; e - um dispositivo de estimativa de temperatura do rotor (406, 407, 408, 409, 410, 411) para determinar uma nova estimativa de temperatura de rotor, utilizando o valor ou valores de corrente do rotor e o valor ou valores de temperatura do ar.

2. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle do motor (400) inclui ainda um dispositivo de limitação de voltagem (405), para evitar o superaquecimento/queima da unidade de rotor G), através da limitação da voltagem nos enrolamentos do rotor (7), se a nova estimativa de temperatura do rotor exceder um predeterminado primeiro limite (412).

3. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle do motor (400) inclui ainda um dispositivo de sinalização de som e/ou luz, para sinalizar ao usuário que a temperatura do rotor está próxima ou já se encontra na temperatura de superaquecimento/queima, preferivelmente, mediante provisão de um sinal de som e/ou luz, se a nova estimativa de temperatura do rotor exceder um predeterminado segundo limite, que, preferivelmente, é inferior ao — primeiro limite.

4. Motor elétrico, de acordo com quaisquer das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de motor (400) inclui ainda um

———p——————ss ss s-ss—pn.eesssq[pÂtqcn . 2/4 dispositivo de medição/estimativa de velocidade do rotor (403), para medir ou estimar a velocidade do rotor, proporcionando um valor ou valores de velocidade de rotor, e em que o dispositivo de estimativa de temperatura do rotor (406, 407, 408, 409, 410, 41 Dé também disposto para utilizar o valor ou valores de velocidade do rotor, quando da — determinação da nova estimativa de temperatura do rotor.

5. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição/estimativa de velocidade do rotor (403) inclui um sensor de rpm de rotor (403), para medir a velocidade do rotor da unidade de rotor 3).

6. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição/estimativa de velocidade de rotor (403) é disposto para estimar o valor ou valores de velocidade do rotor, mediante uso de valor ou valores de corrente do rotor proveniente(s) do dispositivo de medição de corrente (402), e uma voltagem ou voltagens de rotor proveniente(s) de um dispositivo de medição de voltagem, que mede a voltagem dos enrolamentos de rotor O.

7. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição de velocidade do rotor (403) é também disposto para utilizar as características do motor, quando da estimativa do valor ou valores de velocidade de rotor.

8. Motor elétrico, de acordo com quaisquer das reivindicações 1-7, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de motor (400) inclui ainda uma —memória (401) para armazenamento de estimativa(s) anterior(es) de temperatura de rotor, e em que o dispositivo de estimativa de temperatura de rotor (406, 407, 408, 409, 410, 411) é também disposto para utilizar a(s) estimativa(s) anterior(es) de temperatura do rotor, quando da determinação da nova estimativa de temperatura do rotor.

9. Motor elétrico, de acordo com quaisquer das reivindicações 1-8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de limitação de voltagem (405) é disposto para repetidamente cortar a voltagem dos enrolamentos do rotor, quando ativado.

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10. Método de controle de um motor elétrico universal de fase única (100) de uma ferramenta elétrica portátil, isto é, um motor tendo um estator (2) e enrolamentos de rotor (7) conectados em série, o motor compreendendo um estator (2) e uma unidade de rotor (3), com um eixo de rotor (8) e enrolamentos de rotor (7), o método sendo S — caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: i a) determinar um valor ou valores de corrente de rotor, mediante medição da corrente elétrica no enrolamento de rotor (7); b) determinar um valor ou valores de temperatura de ar, através da medição ou estimativa da temperatura de ar ambiente; c) determinar um valor ou valores de velocidade do rotor, através da medição ou estimativa da velocidade de rotação do rotor Gs; 4) determinar uma nova estimativa de temperatura do rotor, com base no dito valor de corrente do rotor da etapa (a), no dito valor de temperatura do ar da etapa (b) e no dito valor de velocidade de rotor da etapa (o).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de incluir ainda as etapas de: e) comparar a temperatura estimada de rotor da etapa (d) com um predeterminado primeiro limite; e f)seatemperatura estimada do rotor for maior que o predeterminado primeiro limite de acordo com a comparação da etapa (e), limitar a voltagem nos enrolamentos de rotor (7) quando está ativado.

12. Método, de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado — pelo fato de incluir ainda as etapas de: 8) comparar a temperatura estimada de rotor da etapa (d) com um predeterminado segundo limite; e h) se a temperatura estimada do rotor for maior que o predeterminado segundo limite de acordo com a comparação da etapa (e), prover um sinal de luz e/ou um sinal de som.

13. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-12, caracterizado pelo fato de que na etapa (d), a determinação da nova estimativa de

————————————————————pm——ss ss sSsssoos ssststsso=scst.—— . 4/4 temperatura do rotor é também baseada em estimativa(s) anterior(es) de temperatura de rotor.

14. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-13, — caracterizado pelo fato de que na etapa (f), a limitação da voltagem nos enrolamentos de rotor (7) é efetuada mediante repetidos cortes de voltagem nos enrolamentos do rotor.

15. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-14, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda uma etapa de: -sealimitação da voltagem da etapa (f) for ativa, desativar a mesma, se a carga do motor for reduzida, preferivelmente, ao se detectar que a corrente elétrica no enrolamento de rotor (7) está sendo reduzida.

16. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-14, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda a etapa de: - se a limitação da voltagem da etapa (£) foi ativa por um período de tempo que excedeu um limite de desligamento, o motor é desligado.