Contexto
Motores de gira-discos: porque é que 90° não chegam
Os motores dos gira-discos Transrotor são motores síncronos de dois enrolamentos. Para rodarem bem, alimentam-se com duas tensões sinusoidais da mesma frequência, desfasadas de 90° uma da outra. É a regra que se encontra por todo o lado. É verdadeira, mas pressupõe um motor perfeito, e esse não existe.
Porquê dois enrolamentos?
Um motor síncrono precisa de um campo magnético rotativo: o rotor engata nele e segue-o à mesma velocidade. Um único enrolamento alimentado em corrente alternada não cria esse campo. Cria um campo que pulsa no mesmo sítio, invertendo de sentido a cada meio-ciclo. Isso equivale a dois campos rotativos de igual amplitude, a rodar em sentidos opostos. O rotor engata num deles, e o outro trava-o. O motor arranca mal, se é que arranca.
O segundo enrolamento resolve o problema. Fica a 90° do primeiro em torno do rotor (90° elétricos; num motor com vários pares de polos, o ângulo mecânico é menor, mas o raciocínio é o mesmo). Alimentado por uma corrente desfasada de um quarto de período, os dois campos pulsantes compõem-se num único campo de amplitude constante, que roda. 90° no espaço, 90° no tempo: daí vem o número.
Num motor ligado à rede, o desfasamento é em geral criado por um condensador em série com um enrolamento. Numa fonte de alimentação eletrónica de dois canais, é calculado: uma sinusoide e a mesma curva, atrasada de um quarto de período.
Quando o ângulo não é o certo
Se o desfasamento não for exatamente de 90° ou se as duas correntes forem desiguais, o campo deixa de ser um círculo e passa a ser uma elipse. Uma elipse decompõe-se num campo circular que roda no bom sentido e num campo mais fraco que roda ao contrário. O primeiro acciona o rotor. O segundo ultrapassa-o a duas vezes a velocidade de sincronismo e cria um binário que pulsa ao dobro da frequência de alimentação.
Esse binário alternado não faz avançar o prato. Abana-o ligeiramente, e a corrente que o criou aqueceu o motor sem produzir nada de útil. Um prato pesado filtra grande parte disto, mas não necessariamente tudo: uma parte pode ser transmitida pela correia e pelo rolamento.
Os 90° teóricos não são necessariamente a realidade do motor
O cálculo pressupõe dois enrolamentos idênticos, dispostos exatamente em ângulo reto, num entreferro uniforme. Um motor real afasta-se disso. O número de espiras, a resistência e a indutância não são exatamente iguais de um enrolamento para o outro, os enrolamentos não são bobinados nem posicionados ao micrómetro, o entreferro não é perfeitamente constante. Cada tolerância é minúscula. Em conjunto, deslocam o ângulo que daria um campo perfeitamente circular.
O ângulo ideal situa-se, portanto, alguns graus abaixo ou acima de 90°. Não é igual em dois motores do mesmo modelo e, num mesmo motor, pode deslocar-se com a carga e o aquecimento. Uma fonte de alimentação com a fase fixada em 90° convém a um motor médio. Não convém igualmente bem a cada um deles.
Não confundir com o desfasamento entre dois motores, tratado no artigo sobre a sincronização: aqui trata-se da fase entre os dois enrolamentos de um único motor. Num gira-discos com dois motores, cada motor tem o seu próprio ângulo ótimo.
Como encontrar o ângulo certo
Não se pode calcular, e não vem na placa de características do motor. É preciso procurá-lo: fazer variar a fase e observar uma grandeza medida. A mais acessível é a corrente absorvida. Com a mesma carga, o motor absorve a menor corrente quando o seu campo é o mais circular, porque nenhuma parte dela vai para o campo parasita. O mínimo de corrente assinala o ângulo procurado.
A dificuldade está em medir bem. Entre dois ângulos vizinhos, a corrente só varia algumas décimas de ponto percentual. Se a medição não abranger um número inteiro de períodos, o erro de truncatura pode ser maior do que o efeito procurado.
Uma reserva: esta é uma grandeza elétrica, não um teste de audição. Diz que o motor trabalha de forma limpa, não o que o ouvido pensa disso.
A abordagem da Isostase
A Isostase gera separadamente as duas tensões de cada motor, com fase ajustável. Começa nos 90°, experimenta um ângulo um pouco maior e depois um pouco menor, mede a corrente do motor num número inteiro de períodos e avança no sentido em que ela diminui. O passo, de início de 2°, desce para 0,7° e depois para 0,25° à medida que se aproxima do mínimo; se o ponto encontrado ficar entre valores mais altos, a Isostase faz passar uma parábola pelas três medições para apontar o ponto mais baixo. Como limite de segurança, o desvio em relação a 90° está limitado a 15° para cada lado.
Num gira-discos com dois motores, a pesquisa faz-se motor a motor, com o outro desligado durante a medição; depois, os dois são acertados entre si. A pesquisa pode ser relançada no ecrã, por exemplo depois de trocar um motor.
As unidades de pré-série da placa estão em medição e validação: as curvas de corrente em função da fase serão publicadas assim que existirem os primeiros ensaios.
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