Bilinmeyen bir DC motorun voltaj aralığını nasıl bulabilirim?

Yanmış hız kontrol kartına sahip küçük, işaretsiz bir motorum var. Motorun bir DC motor olduğunu anlayabiliyorum, çünkü iki kablo çıkıyor ve hız kontrol cihazında bir doğrultucu var.

Motor için maksimum voltaj aralığının ne olduğunu bulmak istiyorum, ancak zor oluyor. Tahtada bir triyak ve belki bir diak veya bir diyot var gibi görünüyor. Transformatör yok, sanırım muhtemelen 120V'de çalışıyor. Ayrıca muhtemelen PWM için kullanılan bir grup direnç ve kapasitör var.

Motoru matkap presime taktım ve şaftı 570RPM veya 59.69 radyan / sn'de döndürdüm ve 16V çıkış aldım. Motor direnci 39 ohm'dur (daha önce 50 okuyordu).

DC motor için voltaja karşı voltaj ve veya voltaja karşı tork için bir grafik veya formül var mı?

FYI, motor çapı yaklaşık 2 inç genişliğinde ve motor yüksekliği yaklaşık 4 inçtir. Motorda plastik bir sonsuz dişli vardır ve boyun masajı olarak kullanılmıştır. Tahminimce yüksek torkta çalışması gerekiyor.

İşte motorun bir fotoğrafı ve devrenin bir ani çekimi:

Çoğunlukla motorun çok ısınmadan güvenli bir şekilde ne kadar güç harcayabileceği ile ilgilidir. İkincil bir sorun, motorun aşırı dönmesini istememeniz, ancak genellikle bu kadar ileri gittiğinde oldukça açıktır.

Ölçümleriniz bize bir fikir verir, ancak bu motorun fiziksel boyutunu bilmek de yardımcı olacaktır. Bu, kaç Watt harcayabileceğini ilk geçiş tahminine izin verir.

570 RPM'de (9,5 Hz) 16 V çıkış var. Çoğu motor en az 3600 RPM (60 Hz) yapabilir, bu yüzden bunun nasıl çalıştığını görelim. Bu hızda, ölçümlerinize göre arka EMF 101 V olacaktır. Rektifiye edilmiş 120 V AC'den çalıştırmanın amaçlanabileceğini düşünüyorsanız, 170 V'nin ne yaptığını görelim, çünkü doğrultucudan sonra bir kondansatör varsa alacağınız şey budur. 170 V - 101 V = 69 V, motoru 3600 RPM'de sürmek için geride kaldı. Bu, motora 95 W iletir, bu da en azından belki 6 inç boyunca olmadığı sürece çok fazladır.

Şimdi başka bir şekilde bakalım. Arka EMF'nin 170 V olması için 6000 RPM (100 Hz) gerekir. Bu mutlak maksimum hız olacaktır. Bu mantıklı mı? Bu bir DC motoru için uygun değil, bu konuda başka bir şey bilmiyor. Tabii ki bu kadar hızlı olmazdı çünkü onu sürmek için EMF kalmadı ve başka bir şey sürmek için tork kalmadı.

5000 RPM'de, motoru 170 V inçte sürmek için 30 V geride 140 V arka EMF'ye sahip olacaksınız, bu da 18 W alacaktı. Motor en az yumruk boyutundaysa oldukça makul olabilir.

$V= R*i + e$$V$$R$$e$

R, bir yorumda yukarıda söylediğim gibi ölçülebilir ve burada tekrarlayacağım. Bir DC motorda direnç, fırça teması nedeniyle değişebilir. Direnci ölçmenin en iyi yolu birkaç ölçüm ve ortalama almaktır. Mümkünse, rotoru kilitleyin ve terminallere küçük bir akım uygulayın. Gerilimi ve akımı ölçün ve R = V / I hesaplayın. Tipik olarak bu test ~% 25 nominal akımda yapılır. Birkaç kez ve ortalama tekrarlayın. Daha da iyi sonuçlar verebilecek dinamik bir test de var - söylediğim gibi yapın, ancak rotoru kilitlemek yerine motoru geri sürün. 50 RPM, rotoru geri sürmek için yeterli hız olacaktır.

$e$$e = K_b* \omega$$K_b$$\omega$$K_b$

$K_b$$\frac{16 V}{570 RPM} = 28.07 \frac{V}{kRPM} = 0.268 \frac{V}{rad/sec}$$K_t = 0.268 \frac{Nm}{A}$

$V = R*i$$e=0$$i = \frac{V}{R}$$i$$T_{lr} = K_t*i = K_t*\frac{V}{R}$

$V= R*i + e$$i=0$$V=e$$V= K_b* \omega$$\omega = \frac{V}{K_b}$

Farklı voltajlarda durma momentine ve farklı voltajlarda maksimum hıza ulaştıktan sonra, bunları bir eksende hız ve diğer eksende tork ile bir grafiğe çizebilirsiniz. Hatları bağlayın ve farklı voltajlarda çeşitli hız-tork eğrileriniz var.

Yukarıda yazdıklarımda çok fazla varsayım var. Dikkat etmeniz gereken 2 ana varsayım 1) motorun nispeten soğuk kalması (bu nedenle direnç değişmemesi) ve 2) yüksüz akımın sıfır olmasıdır (gerçekte olmayacaktır).

Testten sonra motorun çalışmasının ne kadar kritik olduğuna ve hangi ekipmana sahip olduğunuza bağlı olarak, sıcaklığı, hızı ve akımı göz önünde bulundurarak voltajı yavaşça artırabilirsiniz. Ayrıca, bir tür mekanik yük ekleyebilir ve bir dinamometre gibi torku ölçebilirsiniz. Rahat olduğunuz nokta size kalmış.

Formüllere gelince, geometriye ve motorun dahili olarak nasıl sarıldığına çok bağlıdır. Temel olarak bir dizi kalıcı mıknatısla etkileşime giren ve aynı yönde çalışmasını sağlamak için uygun zamanlarda mekanik olarak değiştirilen bir dizi elektromıknatıstır. Belirli bir güç için, yüksek akım, düşük voltajlı bir elektromıknatıs veya düşük akım, yüksek voltajlı bir elektromıknatıs yapabilirsiniz. Ve bu birçok parametreden sadece biri. Bence şartname sayfasını bulmaktan veya kendi deneylerinizi yapmaktan daha iyisiniz.

Kalıcı mıknatıslı bir DC motor (ve bir senkron, endüksiyon veya 'evrensel' motor değil) varsayarsak, jeneratör testiniz Kv'nin (hız sabiti) 3.73rad / s / V veya 36rpm / Volt olduğunu gösterir. Bu nedenle 120V'de yaklaşık 4300 rpm yapmalıdır.

PMDC motor için, Kt (tork sabiti) Kv'nin tersidir. 1 / 3.73 = 0.268Nm / A veya 38oz-in / A.

50 ° 'lik bir direnç ile durma akımı 120/50 = 2.4A olacaktır, bu nedenle durma torku yaklaşık 0.268 * 2.4 = 0.643Nm veya 91oz-in olmalıdır. Bu 'küçük' bir motor için çok fazla, bu yüzden ölçümlerinizden birinin 10 kat fazla olduğundan şüpheleniyorum. 500Ω değil 50Ω olduğundan emin misiniz?

İşte 120VDC için tasarlanmış tipik bir küçük sabit mıknatıslı motor: -

DS-5512-120-6000

Rated voltage:   120VDC
No load speed:   6000±10% rpm
No load current: ≤60mA
Rated speed:     4800±10% rpm
Rated current:   ≤100mA
Rated torque:    120g.cm
Output power:    5.9W
Stall current:   ≥260mA
Stall torque:    ≥600g.cm
Weight:          200g