Определение скорости и крутящего момента двигателя при заданной мощности и постоянном напряжении

Глядя на техническое описание, хотя оно и не лжет, оно определенно вводит в заблуждение.

Обратите внимание, что заявленная «максимальная мощность» достигается почти точно при половине оборотов без нагрузки и половине тока останова. Это действительно точка «максимальной мощности» для такого двигателя, но в техническом описании не упоминается, что это также номинальная точка КПД 50%, таким образом рассеивая 12 В * 68 А-337 Вт = 479 Вт в этом крошечном двигателе - разрушая его, вероятно, в минут.

(В идеале должна передаваться ровно половина мощности, около 400 Вт на валу и 400 Вт тепла, но двигатель не идеален).

Двигатель, вероятно, подходит для непрерывной мощности 100-150 Вт и кратковременной мощности 200-250 Вт.

Таким образом, практически вы должны управлять двигателем в верхней части диапазона скоростей, и если скорость падает ниже (скажем) 70% скорости без нагрузки (или ток возрастает до 30% тока остановки), тогда - если это строго не запрещено. временные, такие как запуск большой нагрузки или попадание в охлажденное место при обработке чугунной поверхности, вам необходимо отключить ток и защитить двигатель.

Тогда вопрос о том, какая сторона кривой крутящего момента и скорости не применяется - если защита не сработала, вы должны быть на стороне высокой скорости.

Вы можете получить автоматические выключатели, которые позволят кратковременно перегрузить по току. Это автоматические выключатели класса C для двигателей переменного тока, используемых в большинстве станков. Однако я не знаю ничего подходящего для 12 В постоянного тока. Я бы искал источник постоянного тока 12 В, который можно настроить на отключение, если его выход превышает 40 А более чем на пару секунд. И, как говорит Олин, если вы хотите контролировать это самостоятельно, измерение тока, безусловно, лучший способ.

Можете ли вы уловить и отфильтровать скачки напряжения или переключение тока на двигателе, чтобы вызвать один выстрел, а затем сделать вывод скорости скорости тахометра для сервоуправления.

Или ограничить текущие импульсы, LPF и вход для PLL typeII и контролировать управление VCO, напряжение для скорости тахометра?

1-й вариант лучше, если вы можете обнаружить обратную ЭДС чистым импульсным преобразователем.

Вероятно, самый простой способ определить рабочую точку двигателя — включить последовательно с ним амперметр. Вы можете заранее измерить ток останова и ток холостого хода. Любой фактический рабочий ток должен находиться в пределах этого диапазона.

Поскольку у вас, видимо, источник фиксированного напряжения (в вашем случае 12 В), мощность прямо пропорциональна току. Фактически, мощность в ваттах - это ток в амперах, умноженный на напряжение в вольтах. Обратите внимание, однако, что это мощность, поступающая в двигатель. Выходная механическая мощность будет разной. Один из очевидных способов увидеть это — рассмотреть входную и выходную мощности при остановленном двигателе. Электрическая входная мощность будет максимальной, а механическая выходная мощность будет равна нулю. В этом случае вся мощность уходит на нагрев двигателя, который не может быть рассчитан на неопределенный срок.

Хотя для данного разреза я могу найти мощность, но есть две точки на кривой крутящего момента и скорости (кроме максимальной мощности), которые дают эту мощность, так как я узнаю, в какой точке я нахожусь? Точка низкого крутящего момента с высоким крутящим моментом или точка низкого крутящего момента с высокой скоростью?

По дыму видно :)

В точке низкого крутящего момента на высоких оборотах двигатель должен работать относительно эффективно (выдавая больше мощности, чем рассеивается), но в точке высокого крутящего момента на низких оборотах происходит обратное. Большинство двигателей не предназначены для рассеивания большей мощности, чем они выдают, поэтому их работа в этом диапазоне вызовет их перегрев.

Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами или с параллельной обмоткой имеет линейную зависимость крутящего момента от тока и обратнозависимую скорость вращения от крутящего момента при изменении нагрузки, обеспечивая максимальную выходную мощность примерно при 50% оборотов холостого хода.

Ваш мотор имеет следующие характеристики:

Voltage: 12 volt DC
No load RPM: 5,310 (+/- 10%)
Free Current: 2.7 amps
Maximum Power: 337 Watts (at 2655 rpm, 172 oz-in, and 68 amps)
Stall Torque: 2.42 N-m, or 343.4 oz-in
Stall Current: 133 amps

При максимальной выходной мощности он работает ровно на 50% об/мин, производя механическую мощность 337 Вт из потребляемой электроэнергии 816 Вт при КПД 41%. В этой рабочей точке он должен рассеивать 479 Вт, что, вероятно, уже превышает его постоянную мощность. Любая более высокая нагрузка быстро увеличивает рассеиваемую мощность, до 1596 Вт в режиме ожидания! Вы не хотите эксплуатировать двигатель в этом регионе.