Comment mesurer le poids maximum qu'un moteur DC peut déplacer?

Nous travaillons sur un projet de véhicule électrique piloté par ordinateur basé sur un châssis de VTT.

Alors que je cherchais un moteur à courant continu pour déplacer ce véhicule (qui est estimé à 350 kg), j'ai trouvé un moteur de fauteuil roulant électrique. Il s'agit d'un moteur de 500 W 108 tr / min 24 V CC et possède son propre différentiel. Le vendeur m'a dit qu'il pouvait déplacer jusqu'à 540 kg. Je ne sais pas sur quoi ce chiffre est basé.

J'ai également un moteur 24 V DC 500 W 1500 tr / min. Si je diminue le régime et augmente le couple avec le même rapport de moteur de fauteuil roulant électrique via des réducteurs, peut-il déplacer jusqu'à 540 kg? Ou le poids maximum qu'un moteur peut déplacer dépend-il d'autres facteurs? Comment puis-je mesurer cela?

Merci d'avance.

"Le vendeur m'a dit ..." LOL! Si la physique était son truc, il ne serait probablement pas vendeur. En tout cas, son travail consiste à faire une vente, que vous fassiez fonctionner votre appareil ou non.

La première chose que vous devez décider est la puissance nécessaire au moteur. Vous pouvez alors vous soucier du couple et de la vitesse plus tard. Ceux-ci peuvent être échangés les uns contre les autres, mais vous ne pouvez pas tromper la physique qui nécessite un certain pouvoir pour certaines tâches.

Il y a deux critères d'utilisateur final que vous devez considérer pour décider de la puissance. Ce sont la vitesse à laquelle vous voulez être en mesure d'accélérer et la vitesse minimale que vous souhaitez pouvoir gravir une pente décente. Je vais utiliser le critère de colline comme exemple.

Disons que vous voulez pouvoir augmenter de 20 MPH une note de 20%. Une note de 20% signifie que vous montez 1 partie pour 5 vers l'avant. Étant donné que le seul travail de physique en cours est à la hausse, le problème se réduit à soulever 350 kg directement à 4 MPH. 4 MPH est de 1,8 m / s, et ici sur terre 350 kg pèse 3,43 kN. La puissance dépensée est donc:

  (1,8 m / s) (3,43 kN) = 6,13 kW

Bien sûr, il y aura des frictions à surmonter, vous voudrez donc environ 10 kW dans cet exemple. Étant donné que 500 W n'est même pas proche, vous devez spécifier des performances beaucoup plus faibles ou obtenir un moteur beaucoup plus gros (et la source d'alimentation pour l'alimenter).

Tournons-le et voyons ce que 500 W peuvent faire.

  (500 W) / (3,43 kN) = 146 mm / s

C'est à cette vitesse que 500 W peuvent soulever l'unité entière vers le haut. En appliquant cela à une teneur de 20%, par exemple, il peut se déplacer à 5 fois, soit 730 mm / s, soit 1,63 MPH. En réalité, il y aura des frottements et d'autres pertes, donc probablement pas plus de 500 mm / s = 1,1 MPH.

Ajouté sur le couple

Vous devez commencer par le pouvoir comme décrit ci-dessus. Une fois que vous avez décidé de la puissance que le moteur doit produire, vous devez faire face au compromis couple / vitesse. Vous pouvez déterminer le couple / la vitesse dont vous avez besoin sur les roues, mais ce sera généralement un couple beaucoup trop lent et trop élevé pour qu'un moteur électrique raisonnable puisse produire directement. En conséquence, il y aura un engrenage entre l'arbre de roue et l'arbre du moteur. Étant donné que l'engrenage est de toute façon là, choisissez un bon moteur, puis concevez le rapport d'engrenage en conséquence, et non l'inverse.

Pour mettre cela en perspective, regardons le couple et la vitesse nécessaires pour augmenter de 20% à 20 MPH comme décrit ci-dessus. Disons que les roues ont un diamètre de 500 mm, donc un rayon de 250 mm, donc une circonférence de 1,57 m. 20 MPH est 8,9 m / s, donc la roue doit tourner à 5,7 Hz. Il est peu probable que vous obteniez un moteur approprié avec une puissance et une efficacité de pointe à 5,7 Hz (342 tr / min). Vous vous retrouverez probablement avec un rapport de démultiplication 5x à 10x, selon le meilleur moteur disponible que vous trouverez.

Par exemple, supposons que vous ayez décidé que vous avez besoin d'un moteur de 10 kW. Cela pourrait être de 60 Hz (3600 tr / min) et 26,5 Nm, 20 Hz et 80 Nm, ou une variété d'autres combinaisons qui donnent toutes 10 kW. Les moteurs appropriés ne seront disponibles qu'en combinaison limitée, et l'engrenage sera probablement conçu sur mesure de toute façon. Choisissez le moteur, puis laissez-le dicter le rapport de démultiplication.