Comment trouver la plage de tension d'un moteur CC inconnu?

J'ai un petit moteur non marqué avec une carte de contrôleur de vitesse grillée. Je peux comprendre que le moteur est un moteur à courant continu car il a deux fils qui en sortent et il y a un redresseur sur le contrôleur de vitesse.

Je veux savoir quelle est la plage de tension maximale pour le moteur, mais cela s'avère difficile. La carte semble avoir un triac et peut-être un diac ou une diode. Il n'y a pas de transformateur donc je suppose qu'il fonctionne probablement à 120V. Il y a aussi un tas de résistances et de condensateurs qui sont probablement utilisés pour PWM.

J'ai jeté le moteur sur ma perceuse à colonne et fait tourner l'arbre à 570 tr / min ou 59,69 radians / sec et j'ai obtenu une sortie de 16 V. La résistance du moteur est de 39 ohms (elle était de 50 auparavant).

Existe-t-il un graphique ou une formule pour la tension vs la vitesse et / ou la tension vs le couple pour un moteur à courant continu?

Pour info, le diamètre du moteur est d'environ 2 pouces de large et la hauteur du moteur est d'environ 4 pouces. Le moteur est muni d'un engrenage à vis sans fin en plastique et a été utilisé comme masseur pour le cou. Je suppose qu'il doit fonctionner à couple élevé.

Voici une photo du moteur et un instantané du circuit:

Il s'agit principalement de la puissance que le moteur peut dissiper en toute sécurité sans devenir trop chaud. Un problème secondaire est que vous ne voulez pas que le moteur tourne trop, mais en général, c'est assez évident quand il va aussi loin.

Vos mesures nous donnent une idée, mais il serait également utile de connaître la taille physique de ce moteur. Cela permet de deviner au premier passage combien de watts il peut dissiper.

À 570 tr / min (9,5 Hz), vous obtenez une sortie de 16 V. La plupart des moteurs peuvent faire au moins 3600 tr / min (60 Hz), alors voyons comment cela fonctionne. À cette vitesse, l'EMF arrière serait de 101 V selon vos mesures. Si vous pensez qu'il pourrait être destiné à fonctionner à partir de 120 V CA redressé, alors voyons ce que fait 170 V, car c'est ce que vous obtiendriez s'il y a un condensateur après le redresseur. 170 V - 101 V = 69 V restants pour entraîner le moteur à 3600 tr / min. Cela fournirait 95 W au moteur, ce qui est beaucoup, à moins qu'il ne fasse au moins 6 pouces de diamètre.

Regardons les choses d'une autre manière. Pour que l'EMF arrière soit de 170 V, il faudrait 6000 tr / min (100 Hz). Ce serait la vitesse maximale absolue. Est-ce plausible? Ce n'est pas hors de propos pour un moteur à courant continu, ne sachant rien d'autre à ce sujet. Bien sûr, il n'obtiendrait jamais aussi vite car il n'y aurait plus de CEM pour le conduire et aucun couple pour conduire quoi que ce soit d'autre.

À 5000 tr / min, il vous faudrait 140 V EMF arrière avec 30 V restants pour entraîner le moteur à 170 V, ce qui prendrait 18 W.Cela pourrait être tout à fait plausible si le moteur est au moins de la taille du poing.

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

R peut être mesuré comme je l'ai dit plus haut dans un commentaire et que je vais répéter ici. La résistance peut varier sur un moteur à courant continu en raison du contact avec la brosse. La meilleure façon de mesurer la résistance est de prendre plusieurs mesures et moyennes. Si possible, verrouillez le rotor puis appliquez un petit courant aux bornes. Mesurer la tension et le courant et calculer R = V / I. En règle générale, ce test est effectué à un courant nominal d'environ 25%. Répétez plusieurs fois et faites la moyenne. Il existe également un test dynamique qui peut donner des résultats encore meilleurs - faites la même chose que je viens de le dire, mais au lieu de bloquer le rotor, faites reculer le moteur. Une vitesse de 50 tr / min serait suffisante pour entraîner le rotor en arrière.

$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}$

Une fois que vous avez le couple de décrochage à différentes tensions et la vitesse maximale à différentes tensions, vous pouvez les tracer sur un graphique avec la vitesse sur un axe et le couple sur l'autre axe. Connectez les lignes et vous avez différentes courbes vitesse-couple à différentes tensions.

Il y a beaucoup d'hypothèses dans ce que j'ai écrit ci-dessus. Les 2 hypothèses principales dont vous devez être conscient sont 1) que le moteur reste relativement froid (donc la résistance ne change pas) et 2) que le courant à vide est nul (en réalité il ne le sera pas).

En fonction de l'importance du fonctionnement du moteur après les tests et de l'équipement dont vous disposez, vous pouvez augmenter lentement la tension, tout en gardant un œil sur la température, la vitesse et le courant. Vous pouvez également inclure une charge mécanique quelconque et mesurer le couple, comme un dynamomètre. Le point avec lequel vous êtes à l'aise dépend de vous.

Quant aux formules, cela dépend beaucoup de la géométrie et de la façon dont le moteur est enroulé en interne. Il s'agit essentiellement d'un ensemble d'électroaimants qui interagissent avec un ensemble d'aimants permanents et sont commutés mécaniquement aux moments appropriés pour le faire fonctionner dans la même direction. Pour une force donnée, vous pouvez fabriquer un électroaimant à courant élevé et basse tension ou un électroaimant à courant faible et haute tension. Et ce n'est qu'un des nombreux paramètres. Je pense que vous feriez mieux de trouver la fiche technique ou de faire vos propres expériences.

En supposant qu'il s'agit d'un moteur à courant continu à aimant permanent (et non d'un moteur synchrone, à induction ou `` universel ''), le test de votre générateur indique que le Kv (constante de vitesse) est de 3,73rad / s / V ou 36 tr / min / Volt. Par conséquent, sur 120 V, il devrait faire environ 4300 tr / min.

Pour un moteur PMDC, Kt (constante de couple) est l'inverse de Kv. 1 / 3,73 = 0,268 Nm / A ou 38 oz-in / A.

Avec une résistance de 50 Ω, le courant de décrochage serait de 120/50 = 2,4 A, donc le couple de décrochage devrait être d'environ 0,268 * 2,4 = 0,643 Nm ou 91 oz-in. C'est beaucoup pour un «petit» moteur, donc je soupçonne qu'une de vos mesures est sortie par un facteur de 10. Êtes-vous sûr que c'était 50 Ω et non 500 Ω?

Voici un petit moteur à aimant permanent typique conçu pour 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