Работающий двигатель постоянного тока при напряжении выше указанного, но меньшем токе, чем макс.

У меня есть двигатель постоянного тока LS-280SF-20508 6 В, который я надеюсь переназначить для проекта, но я хотел бы использовать источник питания 12 В, так как мне повезло с переключением MOSFET с использованием стандартных (а не логических) полевых транзисторов. .

  • Двигатель будет работать ~ 15 секунд за раз и не более двух раз в день.
  • Я буду использовать блок питания 12 В, 0,5 А (максимум 6 Вт).
  • В спецификации говорится, что этот источник питания двигателя может потреблять 2,6 А (я полагаю, при 6 В) при пиковой эффективности -> это означает максимум 15,6 Вт.

Учитывая эту информацию, могу ли я предположить, что этот мотор я, вероятно, не сожгу в этих условиях? Могу ли я также с уверенностью предположить, что я не сожгу свой дом?

Вам почти всегда это сойдет с рук, если вы ограничите среднюю мощность той, на которую она рассчитана.
Чтобы снизить ток, понизьте передачу двигателя. Вы не можете уменьшить ток, просто используя более низкий источник тока, он, вероятно, просто отключится, когда вы попытаетесь запустить двигатель. (Степень перенапряжения в порядке. 2x немного сократит срок службы щеток, но в этом приложении, вероятно, все в порядке)

Ответы (2)

Глупо ваше отвращение к полевым МОП-транзисторам, которые работают на затворе с напряжением 6 В или меньше. Таким образом, самым простым решением является использование источника питания 6 В с номинальным током, достаточным для полной работы двигателя. Затем вы запускаете двигатель в соответствии со спецификацией, так что проблем быть не должно.

Для полноты, если по какой-то причине у вас было только питание 12 В, есть несколько вариантов:

  1. Просто сделай это. Поскольку вы запускаете двигатель только на 15 секунд с длительными перерывами для охлаждения, он, вероятно, не нагреется настолько, чтобы повредить его. Это будет особенно верно, если двигатель может хорошо вращаться. Это заставит его развить обратную ЭДС, которая эффективно вычитает его напряжение питания. На самом деле двигатель будет потреблять меньше тока при 12 В при достаточно быстром вращении, чем при 6 В в остановленном состоянии. Это ток, который имеет значение для рассеивания тепла.

  2. ШИМ с рабочим циклом 50%. Используйте достаточно быструю частоту ШИМ, чтобы ток мало менялся в течение одного импульса. Поскольку вы можете использовать «тупой» 50% фиксированный ШИМ, не должно быть проблем с его запуском на частоте 50-100 кГц. Это все еще достаточно медленно, чтобы избежать большинства потерь при переключении. Не забудьте поставить диод Шоттки в обратном направлении на двигатель. Это предотвратит перегорание переключателя и даст току возможность продолжать циркулировать во время фазы выключения каждого импульса ШИМ.

Ваш источник питания 12 В не подходит, потому что он не может обеспечить достаточный ток. Когда двигатель запустится, он попытается потреблять большой ток. Напряжение питания рухнет, или питание временно прекратится. В любом случае мотор не заведется.

Как вы думаете, почему вам нужно 12 В с полевыми МОП-транзисторами или у вас уже выбрана определенная микросхема драйвера?

Ваша первая проблема будет заключаться в том, чтобы снизить ток. Это означает, что вы должны использовать последовательный резистор, потому что вы не хотите снижать напряжение. Если вы выбрали МОП-транзисторы из-за их более низкого сопротивления: вы только что потеряли это в десять раз!

Во-вторых: крутящий момент (механическая выходная мощность) линейно зависит от тока. 0,5 А означает, что крутящий момент примерно в пять раз меньше, чем при 2,6 А.

Использование последовательного резистора не уменьшит ток, а уменьшит напряжение и скорость. Если снижение скорости уменьшает крутящий момент, необходимый для поворота нагрузки, это уменьшит ток.
@CharlesCowie Пользователь хочет максимум 0,5 А. Мой расчет: двигатель 6 В потребляет ~ 2,6 А. Сопротивление эквивалентно 6 В / 2,6 А ~ 2,3 Ом. По желанию пользователя максимум 0,5А при 12В (предел по питанию). Таким образом, нам нужно общее сопротивление 24 Ом. Поэтому для уменьшения общего тока нужен резистор около 22 Ом. Это не точно, потому что, если двигатель работает медленнее, противо-ЭДС будет ниже, но 22 Ом будет примерно необходимым и будет определять ток на 90%. Пожалуйста, укажите, где я ошибаюсь.
Сопротивлением двигателя можно пренебречь. Обратная ЭДС двигателя определяет ток. Посмотрите на эквивалентную схему для двигателя постоянного тока и кривую зависимости крутящего момента от скорости.