136 casos de motor — 2,2 kW a 1800 rpm dão 11,7 N·m
Cada cruzamento de 17 potências nominais e 8 rotações sincronizadas, resolvido em newton metro. Não há tabela para decorar: potência é torque vezes velocidade angular, então dividir a potência pela velocidade angular dá o torque. O famoso fator 9550 é apenas 60000 dividido por 2π.
O torque é a potência dividida pela velocidade angular
A potência de um eixo que gira é o torque vezes a velocidade angular. A velocidade angular é a rotação em radianos por segundo, ω = 2π × n ÷ 60, então o torque é P × 60 ÷ (2π × n). O atalho de catálogo T = 9550 × P(kW) ÷ n(rpm) é essa mesma fórmula, e 9550 é 60000 ÷ 2π = 9549,3 arredondado para cima. Saber de onde vem o número vale mais que decorá-lo: unidades misturadas deixam de ser armadilha.
Os polos e a frequência fixam a rotação
A rotação sincronizada de um motor de indução não é escolhida: é 120 × frequência ÷ polos. O mesmo motor de quatro polos gira a 1800 rpm em 60 Hz e a 1500 rpm em 50 Hz — Coreia, Estados Unidos e leste do Japão operam em 60 Hz, enquanto Europa, China e Índia usam 50 Hz. Mesma potência, rotações na razão 6 : 5, então os torques ficam na razão 5 : 6. Na prática o rotor atrasa pelo escorregamento, e por isso a placa mostra algo como 1746 rpm.
Há dois cavalos-vapor e eles diferem
O cavalo métrico (PS) vale 735,49875 W e o cavalo britânico (hp) 745,699872 W. A diferença de 1,4 % parece pequena, mas um motor de 75 kW dá 102 PS e 101 hp: misturar os dois ao comparar catálogos leva a escolher a carcaça errada. Catálogos alemães, japoneses e coreanos usam PS; a América do Norte usa hp. Passar tudo para quilowatts antes de comparar é o caminho seguro.
O redutor divide a rotação e multiplica o torque
Com uma redução i, o eixo de saída gira a 1/i da rotação e o torque cresce i vezes. A potência não cresce: diminui pelo rendimento η, então o torque é i × η vezes o de entrada. Os números aqui supõem η = 0,95, típico de um redutor helicoidal. Um redutor de coroa e rosca cai para 0,5–0,8 e entrega bem menos. Mais torque nunca significa mais energia: troca-se a mesma potência por um giro mais lento e pesado.
A corrente exige tensão, fator de potência e rendimento
Num motor de indução trifásico a corrente é I = P ÷ (√3 × V × cosφ × η). A potência nominal é a que sai do eixo, logo a entrada elétrica é maior pelo rendimento e dela apenas a parcela que trabalha entra pelo fator de potência. A tensão da rede muda com o país: o mesmo motor puxa 1,7 vez mais em 220 V do que em 380 V. O fator de potência e o rendimento usados aqui são valores representativos por carcaça; os reais estão na placa e devem ser vistos primeiro.
De relance
Torque
0,1 kW100 W
0,2 kW200 W
0,4 kW400 W
0,75 kW750 W
1,5 kW1500 W
2,2 kW2200 W
3,7 kW3700 W
5,5 kW5500 W
7,5 kW7500 W
11 kW11000 W
15 kW15000 W
22 kW22000 W
30 kW30000 W
37 kW37000 W
45 kW45000 W
55 kW55000 W
75 kW75000 W
Vale saber
- O torque (N·m) é a potência (W) dividida pela velocidade angular (rad/s), e essa velocidade é 2π × rpm ÷ 60.
- O 9550 de T = 9550 × P(kW) ÷ n(rpm) é 60000 ÷ 2π arredondado para cima.
- A potência constante, dobrar a rotação reduz o torque à metade: são inversamente proporcionais.
- O cavalo métrico (PS) vale 735,49875 W e o britânico (hp) 745,699872 W: não são a mesma coisa.
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Perguntas frequentes
Q. Como se calcula o torque do motor?
Divida a potência pela velocidade angular. Essa velocidade é 2π × rpm ÷ 60, então o torque (N·m) = potência (W) × 60 ÷ (2π × rpm), que arrumado fica T = 9550 × P(kW) ÷ n(rpm). O 9550 é 60000 ÷ 2π = 9549,3 arredondado para cima: nada a decorar.
Q. O mesmo motor gira mesmo diferente em 50 Hz e 60 Hz?
Sim. A rotação sincronizada é 120 × frequência ÷ polos, então um motor de quatro polos gira 1800 rpm em 60 Hz e 1500 rpm em 50 Hz. Com potência igual, o caso mais lento de 50 Hz leva 6/5 do torque.
Q. PS e hp são o mesmo cavalo?
Não. O cavalo métrico (PS) vale 735,49875 W e o britânico (hp) 745,699872 W, uma diferença de 1,4 %. Um motor de 75 kW dá 102 PS mas 101 hp.