Durma akımı ve motorların serbest akımı nedir?

Bir elektrik motorunun durma ve serbest akımları nelerdir? Örneğin, bu Vex motoru sayfanın altındaki durak ve serbest akımları listeler.

Genel fikri anladığımı düşünüyorum, ancak ayrıntılı bir açıklama yardımcı olacaktır.

Kısa cevap

• Sıkışma akım çekilen maksimum akımı ¹ Motor tamamen ya da artık altında yükü verilir hızlandırabilir, çünkü hareket etmesi önlenir, ya nedeniyle, maksimum tork uygulayarak zaman,.

• Serbest akım , motorun kendisinde sürtünme ve ters emiş kuvvetleri dışında ² yükü altında motor maksimum hızda serbestçe döndüğünde çekilen akımdır .

^{1: Normal şartlar altında, yani motorun istenmemesi , bir yöndeki maksimum hızdan diğerindeki maksimum hıza gitmesidir .
2: Bu, motorun harici kuvvetler tarafından sürülmediğini varsayar .}

Uzun cevap

Durak mevcut

Stall Torque hakkındaki Wikipedia sayfasından :

Durma torku , çıkış dönme hızı sıfır olduğunda bir cihaz tarafından üretilen torktur . Aynı zamanda, cihazın çıkış dönme hızının sıfır olmasına - yani durmaya neden olan - tork yükü anlamına da gelebilir . Durma, motorun dönmeyi bıraktığı durumdur. Bu durum, yük torku motor şaftı torkundan daha büyük olduğunda meydana gelir, yani tork bozma koşulu. Bu durumda motor maksimum akım çeker, ancak motor dönmez. Akıma, Durma akımı denir.

...

Elektrikli motorlar

Elektrikli motorlar durduğunda tork sağlamaya devam eder. Bununla birlikte, durma durumunda bırakılan elektrik motorları aşırı ısınmaya ve olası akıma eğilimlidir, çünkü bu koşullar altında akımın akması maksimumdadır.

Bir elektrik motorunun uzun vadede zarar vermeden durduğunda üretebileceği maksimum tork, maksimum sürekli durma torku olarak adlandırılır .

Böylece bu motorun özelliklerinden

Stall Torque:  8.6 in-lbs
Stall Current: 2.6 A

Motorun 8,6 inç lb'den fazla tork uygulaması gerekiyorsa, motorun hareket etmeyi durduracağını (veya sürtünmeye karşı çalışıyorsa hızlanacağını) ve maksimum 2,6A akım çekeceğini görebiliriz.

Ne tür bir motor olduğu söylenmese de, iki telli arayüzü verilen Brushed DC elektrik motoru olmasını beklerdim .

Yüklenmemiş bir DC motor döndüğünde, motora uygulanan akıma direnç gösteren geriye doğru akan bir elektromotor kuvveti oluşturur. Dönme hızı arttıkça motordaki akım düşer ve serbest dönen bir motor çok az akıma sahiptir. Sadece motora yük uygulandığında, rotoru yavaşlatan motorun içinden geçen akımın artması sağlanır.

Gönderen Sayaç elektromotor kuvveti sayfa wikipedia:

Olarak motor kontrol ve robotik terimi "geri EMF" çoğu zaman motorun dönüş hızının anlaması için bir eğirme motor tarafından üretilen voltaj kullanılarak ifade eder.

Ancak, DrFriedParts'ın açıkladığı gibi , bu hikayenin sadece bir kısmı. Maksimum sürekli motor torkuna çok daha düşük olabilir , maksimum tork ve dolayısıyla akım. Örneğin, bir yöndeki tam torktan diğerindeki tam torka geçerseniz. Bu durumda, çekilen akım sürekli durak akımının iki katı olabilir . Bunu sık sık yapın; motorun çalışma döngüsünü aşarak motorunuzu yakabilirsiniz.

Ücretsiz akım

Yine, şartname bakarak:

Free Speed:     100 rpm
Free Current:   0.18 A

Bu sayede serbestçe, yüksüz bir şekilde çalışırken, 100 rpm'ye kadar hızla hızlanacaktır; bu sayede sürtünme ve geri emişe verilen hızı korumak için sadece 180 mA alacaktır.

Yine de, DrFriedParts'ın açıkladığı gibi , bu da hikayenin sadece bir kısmı. Motor harici bir kuvvetle (etkili bir yükle) sürülüyorsa ve dolayısıyla motor bir jeneratöre dönüştürülürse, çekilen akım harici kuvvet tarafından üretilen akım tarafından iptal edilebilir.

Durma akımı motorun, takılı kaldığında ne kadar çekeceği, yani durduğu zamandır . Serbest akım, motorun yükü olmadığı zaman ne kadar akım çekiyorsa, yani dönmekte serbesttir . Beklediğiniz gibi, motora ne kadar fazla baskı uygularsa, hareket etmek için o kadar fazla akım çeker; durak akımı ve serbest akım sırasıyla maksimum ve minimumdur.

Duran bir başlangıçtan itibaren, motor ilk başta durma akımına yakın bir yere çeker ve ardından hangi hızda çalıştığını korumak için gereken akıma düşer.

@Ian ve @Mark harika (ve doğru) cevaplar sunar. Bütünlük için bir ekstra nokta daha ekleyeceğim ...

Durma akımının ve serbest akımın motorun karşılaşabileceği maksimum ve minimum akımlara eşit olduğunu varsayma konusunda daha az deneyimli tasarımcılar arasında bir eğilim var gibi görünüyor.

Yapmazlar.

Bunlar etkili nominal değerlerdir. Dikkatli olmamanız durumunda, görece ortak koşullar altında bu sınırları aşabilirsiniz.

Asgari seviyenin aşılması

@Ian ve @Mark'ın belirttiği gibi. Bir dış kaynak veya olay motorun uygulanan akım / gerilimden daha hızlı hareket etmesine neden olduğunda motor bir jeneratöre (google "rejeneratif frenleme") dönüşebilir. Mesela, Ian bir tepeden aşağıya gidiyor ya da birisi motoru kranklıyormuş.

Bu durumlarda mevcut akım, sadece serbest akımdan daha az olamaz, fakat gerçekte negatiftir (ters yöne git - yük yerine bir kaynak gibi davranır).

İş (enerji) bakış açısıyla düşünüyorsanız, bir kutu giysiyi koridordan aşağı bastırdığınızı söyleyin. Bunu yapmak için fazla çaba göstermez, ancak arkadaşınız sizi zorlamaya başlarsa, harcadığınız az çaba harcanır. Bu, motorun hafif bir dereceye kadar inmesi durumunda.

Maksimum aşmak

Motorun üretim fonksiyonunun ikincil bir sonucu, bir kez momentum kazandığında, güç artık kullanılmadığında bu enerjiyi elektro-itici kuvvete (voltaj) dönüştürmeye devam etmesidir.

İlginç olan, yönleri ters çevirdiğiniz zamandır. Motoru ileri doğru döndürür , sonra hemen yön değiştirirseniz, motor bobini üzerindeki voltaj, anlık olarak önceki besleme voltajının yaklaşık iki katıdır , çünkü motor geri-EMF şimdi beslemeyle aynı seridir. Bu, Ohm yasasından beklendiği gibi, o andaki durak akımından daha yüksek bir sonuç verir.

Pratik çözüm

Bu nedenlerden ötürü, pratik çift yönlü motor kontrol devreleri, arka emf ile ilgili akımlar için bir dönüş yolu sağlamak ve böylece gerilimi besleme rayları + / - ileri diyot voltajı. Kendi motor kontrolünüzü inşa ediyorsanız, onları da dahil etmelisiniz.

Hepsi çok iyi cevaplar, ama bir fizik öğretmeni olarak, burada sadece karışıklığa yol açabilecek bazı yanlış eşdeğerliklerden endişe duyuyorum.

Bir [enerji] [1] formu, örneğin [kimyasal potansiyel enerji] [2], diğer enerji biçimlerine dönüştürülebilir (örneğin, [elektrik potansiyel enerji] [3], [kinetik enerji] [4], [ses enerjisi]. ] [5], [termal enerji] [6]). Anlaşılması en kolay ve en tutarlı olan [SI sisteminde] [7], enerji [joule] [8] cinsinden ölçülen skaler bir fiziksel niceliktir. [Voltage] [9] enerji ile aynı değil. Gerilim [volt] [10] cinsinden ölçülür. Bir volt [coulomb] [11] başına bir joule olarak tanımlanır. Bu nedenle, enerji (joule cinsinden ölçülen) asla volta dönüştürülemez (coulomb başına joule cinsinden ölçülen).

Herhangi bir elektromekanik sistemdeki (elektrik motoru sadece bir örnek olan) [Elektromotor kuvvetler] [12] (EMF'ler) volt olarak ölçülür. [Elektrik akımı] [13] [amper] [14] ile ölçülür. [Elektrik yükü] [15] coulomblarla ölçülür. Bir coulomb bir amper saniyedir, yani bir saniye boyunca bir amper akımındaki bir noktadan geçen yük.

Herhangi bir elektromekanik sistem için bilinmesi gereken, sistemin elektrik kısmının [elektriksel empedansı] [16] ve sistemin mekanik kısmının [atalet] [17] veya [atalet momenti] [18] 'dir. . Aynı zamanda, tüm sistemi her an süren net harici [tork] [19] bilmesi gerekir. (Kendi başına bir tork olmadığı zaman (çünkü [an] [20] yoktur)), o zaman kişi [[kütle merkezi] [22] boyunca etki eden net dış kuvvet [21] bilmek zorundadır).

Herhangi bir anda, herhangi bir elektrik sisteminin elektrik empedansı Z, sistemin [elektrik reaktansı] [23], X'in karesinin, artı sistemin [elektrik direnci] [24], R'nin karesidir. Sistemin elektriksel reaktansı [endüktif reaktans] [25], X (L) ve [kapasitif reaktans] [26], X (C) arasındaki farktır, burada X = X (L) - X (C)

(NB, başlangıçta, cevabımdaki her yirmi altı kavramın her birini Wikilink etmeye çalıştım, ancak sistem bana en az on puan alana kadar ikiden fazla bağlantı eklememe izin verilmediğini söyledi.)