Làm cách nào để tìm dải điện áp cho động cơ DC không xác định?

Tôi có một động cơ nhỏ không được đánh dấu với bảng điều khiển tốc độ bị cháy. Tôi có thể nhận ra rằng động cơ là động cơ DC vì nó có hai dây đi ra và có bộ chỉnh lưu trên bộ điều khiển tốc độ.

Tôi muốn tìm hiểu phạm vi điện áp tối đa cho động cơ là gì, nhưng nó đang tỏ ra khó khăn. Bảng dường như có một triac và có lẽ là một diac hoặc một số diode. Không có máy biến áp nên tôi đoán nó có thể hoạt động ở mức 120V. Ngoài ra còn có một loạt các điện trở và tụ điện có thể được sử dụng cho PWM.

Tôi tặc lưỡi cho động cơ trên máy khoan của mình và quay trục ở tốc độ 570RPM hoặc 59,69 radian / giây và có đầu ra 16V. Điện trở của động cơ là 39 ohms (đã đọc 50 trước đó).

Có một biểu đồ hoặc công thức cho điện áp so với tốc độ và hoặc điện áp so với mô-men xoắn cho động cơ DC?

FYI, đường kính động cơ rộng khoảng 2 inch và chiều cao của động cơ khoảng 4 inch. Mô-tơ có một bánh răng nhựa gắn liền với nó và được sử dụng như một máy mát xa cổ. Tôi đoán là nó cần phải hoạt động ở mô-men xoắn cao.

Dưới đây là hình ảnh của động cơ và ảnh chụp mạch:

Nó chủ yếu là về bao nhiêu năng lượng mà động cơ có thể tiêu tan một cách an toàn mà không quá nóng. Một vấn đề thứ yếu là bạn không muốn động cơ quay quá mức, nhưng thường thì nó khá rõ ràng khi nó đi xa đến thế.

Các phép đo của bạn cho chúng tôi một số ý tưởng, nhưng sẽ rất hữu ích khi biết kích thước vật lý của động cơ này. Điều đó cho phép đoán lần đầu tiên về việc nó có thể tiêu tan bao nhiêu Watts.

Với tốc độ 570 RPM (9,5 Hz), bạn đã nhận được 16 V. Hầu hết các động cơ có thể làm ít nhất 3600 vòng / phút (60 Hz), vì vậy hãy xem cách nó hoạt động. Ở tốc độ đó, EMF trở lại sẽ là 101 V theo số đo của bạn. Nếu bạn nghĩ rằng nó có thể được dự định chạy từ 120 V AC đã được chỉnh lưu, thì hãy xem 170 V làm gì, vì đó là những gì bạn nhận được nếu có tụ điện sau bộ chỉnh lưu. 170 V - 101 V = 69 V còn lại để lái mô-tơ ở tốc độ 3600 vòng / phút. Điều đó sẽ cung cấp 95 W cho động cơ, rất nhiều trừ khi nó có chiều dài ít nhất là 6 inch.

Hãy nhìn nó theo một cách khác. Đối với EMF phía sau là 170 V sẽ cần 6000 RPM (100 Hz). Đó sẽ là tốc độ tối đa tuyệt đối. Điều đó có hợp lý không? Điều đó không phù hợp với động cơ DC, không biết gì khác về nó. Tất nhiên, nó thực sự sẽ không bao giờ nhanh đến thế bởi vì sẽ không còn EMF để thực sự lái nó, và không còn mô-men xoắn để lái bất cứ thứ gì khác.

Với tốc độ 5000 vòng / phút, bạn sẽ có EMF trở lại 140 V với 30 V còn lại để lái mô-tơ ở mức 170 V, sẽ mất 18 W. Điều đó có thể khá hợp lý nếu động cơ có kích cỡ tối thiểu bằng nắm tay.

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

R có thể được đo như tôi đã nói ở trên trong một bình luận và tôi sẽ lặp lại ở đây. Điện trở có thể thay đổi trên động cơ DC do tiếp xúc với bàn chải. Cách tốt nhất để đo điện trở là lấy một số phép đo và trung bình. Nếu có thể, khóa rôto và sau đó đặt một dòng điện nhỏ vào các cực. Đo điện áp và dòng điện và tính R = V / I. Thông thường, bài kiểm tra này sẽ được thực hiện ở mức ~ 25% đánh giá hiện tại. Lặp lại nhiều lần và trung bình. Cũng có một bài kiểm tra động, có thể cho kết quả thậm chí tốt hơn - làm tương tự như tôi vừa nói, nhưng thay vì khóa rôto, hãy quay lại động cơ. 50 RPM sẽ đủ tốc độ để quay lại cánh quạt.

$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}$

Khi bạn có mô-men xoắn ở các điện áp khác nhau và tốc độ tối đa ở các điện áp khác nhau, bạn có thể vẽ chúng trên đồ thị với tốc độ trên một trục và mô-men xoắn trên trục kia. Kết nối các đường và bạn có các đường cong mô-men xoắn tốc độ khác nhau ở các điện áp khác nhau.

Có rất nhiều giả định trong những gì tôi đã viết ở trên. Hai giả định chính bạn nên biết là 1) rằng động cơ vẫn tương đối mát (vì vậy điện trở không thay đổi) và 2) rằng dòng không tải là 0 (thực tế là nó sẽ không).

Tùy thuộc vào mức độ quan trọng của động cơ để hoạt động sau khi thử nghiệm và bạn có thiết bị gì, bạn có thể từ từ tăng điện áp vào nó trong khi vẫn theo dõi nhiệt độ, tốc độ và dòng điện. Bạn cũng có thể bao gồm một tải cơ học của một số loại và đo mô-men xoắn, như một lực kế. Điểm mà bạn cảm thấy thoải mái là tùy thuộc vào bạn.

Đối với các công thức, nó phụ thuộc rất nhiều vào hình học và cách động cơ được quấn bên trong. Về cơ bản, nó là một bộ nam châm điện tương tác với một bộ nam châm vĩnh cửu và được chuyển đổi cơ học vào những thời điểm thích hợp để giữ cho nó chạy theo cùng một hướng. Đối với một cường độ nhất định, bạn có thể chế tạo một nam châm điện cao thế, điện áp thấp hoặc một nam châm điện cao áp, dòng điện thấp. Và đó chỉ là một trong nhiều thông số. Tôi nghĩ rằng bạn tốt hơn nên tìm bảng thông số kỹ thuật hoặc làm thí nghiệm của riêng bạn.

Giả sử rằng đó là động cơ DC nam châm vĩnh cửu (và không phải là động cơ đồng bộ, cảm ứng hoặc 'phổ quát'), thử nghiệm máy phát của bạn chỉ ra rằng Kv (hằng số vận tốc) là 3,73rad / s / V hoặc 36rpm / Volt. Do đó trên 120V nên làm khoảng 4300rpm.

Đối với động cơ PMDC, Kt (hằng số mô-men xoắn) là nghịch đảo của Kv. 1 / 3,73 = 0,268Nm / A hoặc 38oz-in / A.

Với điện trở 50, dòng điện sẽ là 120/50 = 2.4A, do đó mô-men xoắn phải ở khoảng 0,268 * 2,4 = 0,643Nm hoặc 91oz-in. Đó là rất nhiều cho một động cơ 'nhỏ', vì vậy tôi nghi ngờ rằng một trong những số đo của bạn nằm ngoài hệ số 10. Bạn có chắc chắn rằng nó là 50Ω chứ không phải 500Ω?

Dưới đây là một động cơ nam châm vĩnh cửu nhỏ điển hình được thiết kế cho 120VDC: -

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