ฉันจะค้นหาช่วงแรงดันไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ DC ที่ไม่รู้จักได้อย่างไร

ฉันมีมอเตอร์ขนาดเล็กที่ไม่มีเครื่องหมายพร้อมบอร์ดควบคุมความเร็วที่เผาไหม้ ฉันสามารถที่จะเข้าใจได้ว่ามอเตอร์นั้นเป็นมอเตอร์กระแสตรงเพราะมันมีสายไฟสองเส้นออกมาและมีวงจรเรียงกระแสบนตัวควบคุมความเร็ว

ฉันต้องการค้นหาช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของมอเตอร์ แต่มันพิสูจน์ได้ยาก บอร์ดดูเหมือนจะมี triac และอาจเป็นไดโอดหรือไดโอดบางส่วน ไม่มีหม้อแปลงดังนั้นฉันคิดว่ามันน่าจะทำงานที่ 120V เต็ม นอกจากนี้ยังมีตัวต้านทานและตัวเก็บประจุจำนวนมากซึ่งน่าจะใช้สำหรับ PWM

ฉันโยนมอเตอร์ลงบนแท่นเจาะและหมุนเพลาที่ 570RPM หรือ 59.69 เรเดียน / วินาทีและได้เอาต์พุต 16V ความต้านทานมอเตอร์คือ 39 โอห์ม (อ่านก่อน 50)

มีแผนภูมิหรือสูตรสำหรับแรงดันไฟฟ้าเทียบกับความเร็วและหรือแรงดันไฟฟ้าเทียบกับแรงบิดสำหรับมอเตอร์ DC หรือไม่?

FYI เส้นผ่านศูนย์กลางมอเตอร์กว้างประมาณ 2 นิ้วและความสูงของมอเตอร์ประมาณ 4 นิ้ว มอเตอร์มีเฟืองตัวหนอนพลาสติกติดอยู่และถูกใช้เป็นเครื่องนวดคอ ฉันเดาว่ามันต้องใช้แรงบิดสูง

นี่คือรูปภาพของมอเตอร์และช็อตช็อตของวงจร:

ส่วนใหญ่เกี่ยวกับพลังงานที่มอเตอร์สามารถกระจายได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ร้อนเกินไป ประเด็นรองคือคุณไม่ต้องการให้มอเตอร์หมุนมากเกินไป แต่โดยปกติแล้วมันค่อนข้างชัดเจนเมื่อมันไปไกล

การวัดของคุณทำให้เรามีความคิด แต่มันจะเป็นประโยชน์เพิ่มเติมที่จะทราบขนาดทางกายภาพของมอเตอร์นี้ ซึ่งจะช่วยให้ผ่านการคาดเดาครั้งแรกว่ามันสามารถกระจายได้กี่วัตต์

ที่ 570 RPM (9.5 Hz) คุณได้ 16 V มอเตอร์ส่วนใหญ่สามารถทำได้อย่างน้อย 3600 RPM (60 Hz) ดังนั้นเรามาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร ที่ความเร็วนั้น EMF ด้านหลังจะเป็น 101 V ตามการวัดของคุณ ถ้าคุณคิดว่ามันอาจจะตั้งใจวิ่งจากที่แก้ไข 120 V AC มาลองดูว่า 170 V ทำอะไรเพราะนั่นคือสิ่งที่คุณจะได้รับถ้ามีตัวเก็บประจุหลังจาก rectifier 170 V - 101 V = 69 V ซ้ายเพื่อขับมอเตอร์ที่ 3600 RPM นั่นจะส่งมอบ 95 W ให้กับมอเตอร์ซึ่งมีจำนวนมากเว้นแต่ว่าอย่างน้อยอาจจะ 6 นิ้วข้าม

ลองดูอีกวิธีหนึ่ง สำหรับ EMF ด้านหลังเป็น 170 V จะต้องใช้ 6000 RPM (100 Hz) นั่นจะเป็นความเร็วสูงสุดที่แน่นอน เป็นไปได้ไหม? มันไม่ได้ออกมาจากมอเตอร์ DC เลยไม่รู้อะไรเลย แน่นอนว่ามันไม่ได้เร็วขนาดนั้นเพราะจะไม่มี EMF เหลือให้ขับมันและไม่มีแรงบิดเหลือที่จะขับอย่างอื่นได้อีก

ที่ 5,000 รอบต่อนาทีคุณจะมี EMF 140 V ที่เหลือ 30 V เพื่อขับมอเตอร์ที่ 170 V ซึ่งจะใช้ 18 W ซึ่งอาจเป็นไปได้ถ้ามอเตอร์มีขนาดเท่ากำปั้นอย่างน้อย

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

R สามารถวัดได้ตามที่ฉันพูดข้างต้นในความคิดเห็นและที่ฉันจะทำซ้ำที่นี่ ความต้านทานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในมอเตอร์กระแสตรงเนื่องจากการสัมผัสกับแปรง วิธีที่ดีที่สุดในการวัดความต้านทานคือการวัดและค่าเฉลี่ยหลายครั้ง หากเป็นไปได้ให้ล็อคโรเตอร์แล้วใช้กระแสไฟฟ้าเล็กน้อยกับขั้ว วัดแรงดันและกระแสและคำนวณ R = V / I โดยทั่วไปแล้วคุณจะทำการทดสอบนี้ที่ระดับกระแสประมาณ 25% ทำซ้ำหลายครั้งและโดยเฉลี่ย มีการทดสอบแบบไดนามิกเช่นกันที่สามารถให้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้น - ทำแบบเดียวกับที่ฉันพูด แต่แทนที่จะล็อคโรเตอร์ให้ขับมอเตอร์กลับไป 50 RPM จะมีความเร็วเพียงพอที่จะขับโรเตอร์กลับ

$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}$

เมื่อคุณมีแรงบิดแผงลอยที่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันและความเร็วสูงสุดที่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันคุณสามารถพล็อตลงในกราฟด้วยความเร็วบนแกนหนึ่งและแรงบิดบนแกนอื่น ๆ เชื่อมต่อสายและคุณมีเส้นโค้งแรงบิดความเร็วต่างๆที่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

มีข้อสันนิษฐานมากมายในสิ่งที่ฉันเขียนไว้ด้านบน สมมติฐานหลัก 2 ข้อที่คุณควรระวังคือ 1) มอเตอร์ยังคงค่อนข้างเย็น (ดังนั้นความต้านทานจึงไม่เปลี่ยนแปลง) และ 2) กระแสไม่โหลดเป็นศูนย์ (ในความเป็นจริงมันจะไม่เป็น)

ขึ้นอยู่กับความสำคัญของการทำงานของมอเตอร์หลังจากการทดสอบและอุปกรณ์ใดที่คุณมีคุณอาจค่อยๆเพิ่มแรงดันเข้าไปในขณะที่คอยจับตาดูอุณหภูมิความเร็วและกระแสไฟฟ้า คุณอาจรวมถึงภาระทางกลบางชนิดและวัดแรงบิดเช่นเครื่องวัดกระแสไฟฟ้า ประเด็นที่คุณพอใจก็ขึ้นอยู่กับคุณ

ส่วนสูตรนั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงและวิธีการพันของมอเตอร์ภายใน โดยทั่วไปแล้วมันเป็นชุดของแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำปฏิกิริยากับชุดของแม่เหล็กถาวรและถูกเปลี่ยนกลไกในเวลาที่เหมาะสมเพื่อให้มันวิ่งไปในทิศทางเดียวกัน สำหรับความแข็งแรงที่กำหนดคุณสามารถสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงและแรงดันต่ำหรือกระแสแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงต่ำ และนั่นเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ พารามิเตอร์ ฉันคิดว่าคุณควรหาข้อมูลจำเพาะหรือทำการทดลองของคุณเองดีกว่า

สมมติว่าเป็นมอเตอร์แม่เหล็กถาวร DC (ไม่ใช่มอเตอร์แบบซิงโครนัส, การเหนี่ยวนำหรือ 'สากล') ระบุว่าเครื่องกำเนิด Kv (ค่าคงที่ความเร็ว) เป็น 3.73rad / s / V หรือ 36rpm / Volt ดังนั้นใน 120V ควรทำประมาณ 4300 รอบต่อนาที

สำหรับมอเตอร์ PMDC Kt (ค่าคงที่แรงบิด) เป็นค่าผกผันของ Kv 1 / 3.73 = 0.268Nm / A หรือ 38oz-in / A

ด้วยความต้านทาน50Ωกระแสของคอกจะเป็น 120/50 = 2.4A ดังนั้นแรงบิดของแผงลอยควรจะอยู่ที่ประมาณ 0.268 * 2.4 = 0.643Nm หรือ 91oz-in นั่นเป็นจำนวนมากสำหรับมอเตอร์ 'เล็ก' ดังนั้นฉันสงสัยว่าหนึ่งในการวัดของคุณออกมาเป็น 10 เท่าคุณแน่ใจหรือไม่ว่ามันเป็น50Ωและไม่ใช่500Ω

นี่คือมอเตอร์แม่เหล็กถาวรขนาดเล็กทั่วไปที่ออกแบบมาสำหรับ 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