จะวัดน้ำหนักสูงสุดที่มอเตอร์กระแสตรงเคลื่อนที่ได้อย่างไร?

เรากำลังทำงานในโครงการรถยนต์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์โดยใช้รถเอทีวี

ในขณะที่ฉันกำลังมองหามอเตอร์ DC เพื่อเคลื่อนย้ายรถคันนี้ (ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 350 กิโลกรัม) ฉันพบมอเตอร์รถเข็นไฟฟ้า มันเป็นมอเตอร์ DC 24V 500 W 108 รอบต่อนาทีและมีความแตกต่างของมันเอง พนักงานขายบอกว่าสามารถขยับได้สูงถึง 540 กิโลกรัม ฉันไม่รู้ว่าจริง ๆ แล้วตัวเลขนี้มีพื้นฐานมาจากอะไร

ฉันมีมอเตอร์ DC ขนาด 500 W 1500 รอบต่อนาที 24 V ถ้าฉันลดรอบต่อนาทีและเพิ่มแรงบิดด้วยอัตราส่วนเดียวกันกับมอเตอร์รถเข็นไฟฟ้าผ่านรีดักเตอร์มันสามารถขยับได้สูงถึง 540 กิโลกรัมหรือไม่? หรือน้ำหนักสูงสุดที่มอเตอร์สามารถเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นได้หรือไม่? ฉันจะวัดสิ่งนี้ได้อย่างไร

ขอบคุณล่วงหน้า.

"พนักงานขายบอกฉัน ... "ฮ่า ๆ ! ถ้าฟิสิกส์เป็นเรื่องของเขาเขาคงไม่ใช่พนักงานขาย ไม่ว่าในกรณีใด ๆ หน้าที่ของเขาคือการขายสินค้าไม่ว่าคุณจะใช้งานอุปกรณ์ของคุณหรือไม่ก็ตาม

สิ่งแรกที่คุณต้องตัดสินใจคือพลังงานที่มอเตอร์ต้องมี จากนั้นคุณสามารถกังวลเกี่ยวกับแรงบิดและความเร็วในภายหลัง สิ่งเหล่านี้สามารถแลกเปลี่ยนกันได้ แต่คุณไม่สามารถโกงฟิสิกส์ที่ต้องใช้พลังบางอย่างสำหรับงานบางอย่าง

มีเกณฑ์ผู้ใช้ปลายทางสองประการที่คุณต้องพิจารณาเพื่อตัดสินใจเกี่ยวกับพลังงาน นี่คือความเร็วที่คุณต้องการเร่งความเร็วและความเร็วขั้นต่ำสุดที่คุณต้องการจะขึ้นไปบนเนินเขาที่เหมาะสม ฉันจะใช้เกณฑ์เขาเป็นตัวอย่าง

สมมติว่าคุณต้องการที่จะสามารถไป 20 ไมล์ต่อชั่วโมงขึ้นเกรด 20% เกรด 20% หมายถึงคุณเพิ่มขึ้น 1 ส่วนต่อการส่งต่อ 5 ครั้ง เนื่องจากมีงานฟิสิกส์เพียงงานเดียวเท่านั้นที่เกิดขึ้นปัญหาจะลดลงเป็น 350 กิโลกรัมที่ 4 ไมล์ต่อชั่วโมง 4 ไมล์ต่อชั่วโมงคือ 1.8 m / s และที่นี่บนโลก 350 กิโลกรัมน้ำหนัก 3.43 kN พลังงานที่ใช้จึงเป็น:

  (1.8 m / s) (3.43 kN) = 6.13 kW

แน่นอนว่าจะต้องมีแรงเสียดทานที่จะเอาชนะดังนั้นคุณต้องการประมาณ 10 kW ในตัวอย่างนี้ เนื่องจาก 500 W ไม่ได้อยู่ใกล้คุณต้องระบุประสิทธิภาพที่ต่ำลงหรือรับมอเตอร์ที่ใหญ่กว่า (และแหล่งพลังงานเพื่อป้อน)

ลองพลิกดูและดูว่า 500 W สามารถทำอะไรได้บ้าง

  (500 W) / (3.43 kN) = 146 mm / s

นั่นเป็นวิธีที่รวดเร็ว 500 W สามารถยกทั้งหน่วยขึ้นตรง ยกตัวอย่างเช่นเมื่อใช้กับเกรด 20% สามารถเคลื่อนที่ไปที่ระดับ 5x นั้นหรือ 730 mm / s หรือ 1.63 MPH ในความเป็นจริงจะมีแรงเสียดทานและการสูญเสียอื่น ๆ ดังนั้นอาจจะไม่เกิน 500 mm / s = 1.1 MPH

เพิ่มเกี่ยวกับแรงบิด

คุณควรเริ่มต้นด้วยพลังงานตามที่อธิบายไว้ข้างต้น เมื่อคุณตัดสินใจว่าจะต้องใช้กำลังมอเตอร์มากแค่ไหนคุณต้องเผชิญกับแรงบิด / การแลกเปลี่ยนความเร็ว คุณสามารถหาแรงบิด / ความเร็วที่คุณต้องการที่ล้อ แต่ปกติแล้วมันจะช้าเกินไปและแรงบิดสูงเกินไปสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่เหมาะสมในการผลิตโดยตรง ดังนั้นจะมีเกียร์ระหว่างเพลาล้อกับเพลามอเตอร์ เนื่องจากการใส่เกียร์อยู่ในนั้นให้เลือกมอเตอร์ที่ดีและออกแบบอัตราส่วนเกียร์ให้เหมาะสมไม่ใช่วิธีอื่น

เพื่อให้ได้มุมมองนี้เราจะมาดูแรงบิดและความเร็วที่ต้องการเพื่อให้ได้เกรด 20% ที่ 20 ไมล์ต่อชั่วโมงตามที่อธิบายไว้ข้างต้น สมมุติว่าล้อมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 มม. ดังนั้นรัศมี 250 มม. ดังนั้นเส้นรอบวง 1.57 ม. 20 MPH คือ 8.9 m / s ดังนั้นล้อต้องหมุนที่ 5.7 Hz คุณไม่น่าจะได้มอเตอร์ที่เหมาะสมด้วยกำลังสูงสุดและประสิทธิภาพที่ 5.7 Hz (342 RPM) คุณอาจท้ายด้วยอัตราทดเกียร์ 5x ถึง 10 เท่าขึ้นอยู่กับมอเตอร์ที่ดีที่สุดที่คุณพบ

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณตัดสินใจว่าคุณต้องการมอเตอร์ขนาด 10 kW นั่นอาจเป็น 60 Hz (3600 RPM) และ 26.5 Nm, 20 Hz และ 80 Nm หรือชุดค่าผสมอื่น ๆ ที่หลากหลายทำให้ได้ 10 kW มอเตอร์ที่เหมาะสมจะมีให้เฉพาะในชุดที่ จำกัด และมีแนวโน้มว่าเกียร์จะได้รับการออกแบบเอง เลือกมอเตอร์แล้วปล่อยให้กำหนดอัตราทดเกียร์