Quali sono lo stallo e le correnti libere di un motore elettrico? Ad esempio, questo motore Vex elenca le sue correnti di stallo e libere nella parte inferiore della pagina.
Penso di aver capito l'idea generale, ma una descrizione dettagliata sarebbe utile.
Risposte:
La corrente di stallo è la massima corrente assorbita 1 , quando il motore applica la sua coppia massima, sia perché è impedito che si muova del tutto, sia perché non può più accelerare dato il carico che è sotto.
La corrente libera è la corrente assorbita quando il motore ruota liberamente alla massima velocità, senza carico 2 diverso dalle forze di attrito e di ritorno nel motore stesso.
1: In condizioni normali, ovvero al motore non viene chiesto di passare dalla velocità massima in una direzione alla velocità massima nell'altra .
2: Ciò presuppone che il motore non sia guidato da forze esterne .
Dalla pagina Wikipedia su Stall Torque :
La coppia di stallo è la coppia prodotta da un dispositivo quando la velocità di rotazione dell'uscita è zero. Può anche significare che il carico di coppia che fa sì che la velocità di rotazione di uscita di un dispositivo diventi zero, ovvero che causi lo stallo . Lo stallo è una condizione quando il motore smette di ruotare. Questa condizione si verifica quando la coppia di carico è maggiore della coppia dell'albero motore, vale a dire la condizione di coppia di rottura. In questa condizione il motore assorbe la corrente massima ma il motore non ruota. La corrente viene chiamata corrente di stallo.
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Motori elettrici
I motori elettrici continuano a fornire coppia quando sono in stallo. Tuttavia, i motori elettrici lasciati in condizione di stallo sono soggetti a surriscaldamento e possibili danni poiché la corrente che scorre è massima in queste condizioni.
La coppia massima che un motore elettrico può produrre a lungo termine in caso di stallo senza causare danni è chiamata coppia massima di stallo continuo .
Quindi dalle specifiche di questo motore
Stall Torque: 8.6 in-lbs
Stall Current: 2.6 A
possiamo vedere che se il motore deve applicare una coppia maggiore di 8,6 pollici-libbre, il motore smetterà di muoversi (o accelerando se lavora contro l'attrito) e assorbirà il massimo 2,6 A di corrente.
Anche se non dice che tipo di motore è, mi aspetto che sia un motore elettrico DC Brushed dato che ha un'interfaccia a due fili.
Quando un motore CC senza carico gira, genera una forza elettromotrice che scorre all'indietro che resiste alla corrente applicata al motore. La corrente attraverso il motore diminuisce all'aumentare della velocità di rotazione e un motore a rotazione libera ha pochissima corrente. È solo quando viene applicato un carico al motore che rallenta il rotore che aumenta la corrente assorbita attraverso il motore.
Dalla pagina wikipedia della forza elettromotrice :
Nel controllo motorio e nella robotica , il termine "Back-EMF" si riferisce spesso all'uso della tensione generata da un motore rotante per inferire la velocità di rotazione del motore.
Nota comunque, come spiega DrFriedParts , questa è solo una parte della storia. La coppia massima di stallo continuo può essere molto inferiore alla coppia massima e quindi alla corrente. Ad esempio, se si passa dalla coppia massima in una direzione alla coppia massima nell'altra. In questo caso, la corrente potrebbe essere il doppio della continua corrente di stallo. Fallo abbastanza spesso, superando il ciclo di lavoro del motore e potresti bruciarlo.
Ancora una volta, guardando le specifiche:
Free Speed: 100 rpm
Free Current: 0.18 A
Quindi, quando funziona liberamente, senza carico, accelera rapidamente fino a 100 giri / min, dove assorbirà solo 180 mA per mantenere quella velocità data l'attrito e il back-emf.
Ancora una volta, tuttavia, come spiega DrFriedParts , anche questa è solo una parte della storia. Se il motore viene azionato da una forza esterna (effettivamente un carico a cinque), e quindi il motore viene trasformato in un generatore, la corrente assorbita può essere annullata dalla corrente generata dalla forza esterna.
La corrente di stallo è quanto assorbirà il motore quando è bloccato, cioè bloccato . La corrente libera è la quantità di corrente assorbita quando il motore non ha carico, cioè è libero di girare . Come ci si aspetterebbe, maggiore è la tensione sul motore, più corrente assorbirà per muoversi; la corrente di stallo e la corrente libera sono rispettivamente il massimo e il minimo.
Da un punto di partenza, il motore si avvicina da qualche parte vicino alla corrente di stallo e poi scende alla corrente richiesta per mantenere la velocità a cui sta funzionando.
@Ian e @Mark offrono risposte fantastiche (e corrette). Aggiungerò un punto in più per completezza ...
Sembra che ci sia una tendenza tra i progettisti meno esperti a supporre che la corrente di stallo e la corrente libera equivalgano alle correnti massime e minime che il motore potrebbe incontrare.
Non lo fanno.
Sono i valori nominali effettivi . Puoi superare questi limiti in circostanze relativamente comuni se non stai attento.
Come hanno notato @Ian e @Mark. Il motore può trasformarsi in un generatore ("frenata rigenerativa" di google) quando una sorgente o un evento esterno fa muovere il motore più velocemente della sua corrente / tensione applicata. Ad esempio, Ian sta scendendo da una collina o qualcuno che fa girare il motore a mano.
La corrente in queste situazioni può non solo essere inferiore alla corrente libera, ma in realtà diventa negativa (andare nella direzione opposta - agisce come una sorgente piuttosto che un carico).
Se ci pensi da una prospettiva di lavoro (energia), supponi di spingere una scatola di vestiti in un corridoio. Non ci vuole molto sforzo per farlo, ma se il tuo amico inizia a spingere con te, per quanto gli sforzi che stavi spendendo diminuiscano. È il caso di un motore che scende leggermente.
Una conseguenza secondaria della funzione di generazione del motore è che una volta acquisito slancio, continua a convertire quell'energia in forza elettro-motrice (tensione) una volta che l'alimentazione non viene più applicata.
Il caso interessante è quando si inverte la direzione. Se si fa avanzare il motore, quindi si cambiano immediatamente le direzioni, la tensione sulla bobina del motore è momentaneamente circa il doppio della tensione di alimentazione precedente poiché il back-EMF del motore è ora in serie con l'alimentazione. Ciò risulta, come previsto dalla legge di Ohm, in corrente superiore alla corrente di stallo.
Per questi motivi, i pratici circuiti di controllo del motore bidirezionale includono diodi a "ruota libera" (D1-D4) nella figura per fornire un percorso di ritorno per le correnti relative all'emissione posteriore e quindi bloccare la tensione all'interno delle rotaie di alimentazione + / - la tensione del diodo diretto. Se stai costruendo il tuo controllo motore, dovresti includerli anche tu.
Tutte ottime risposte, ma come insegnante di fisica sono preoccupato per alcune equivalenze errate che possono solo creare confusione.
Una forma di [energia] [1], ad esempio [energia potenziale chimica] [2], può essere convertita in altre forme di energia (ad esempio [energia potenziale elettrica] [3], [energia cinetica] [4], [energia sonora ] [5], [energia termica] [6]). Nel [sistema SI] [7], che è di gran lunga il più facile da capire e più coerente, l'energia è una quantità fisica scalare che viene misurata in [joule] [8]. [Tensione] [9] non è uguale all'energia. La tensione è misurata in [volt] [10]. Un volt è definito come un joule per [coulomb] [11]. Quindi, l'energia (misurata in joule) non può mai essere convertita in volt (misurata in joule per coulomb).
Le [forze elettromotive] [12] (EMF) in qualsiasi sistema elettromeccanico (di cui il motore elettrico è solo un esempio) sono misurate in volt. Le [correnti elettriche] [13] sono misurate in [ampere] [14]. [Carica elettrica] [15] è misurata in coulomb. Un coulomb è un secondo di ampere, cioè la carica che fluisce oltre un punto in una corrente di un ampere per un secondo.
Ciò che occorre sapere per qualsiasi sistema elettromeccanico è [impedenza elettrica] [16] della parte elettrica del sistema e [inerzia] [17] o [momento di inerzia] [18] della parte meccanica del sistema . È inoltre necessario conoscere la [coppia] esterna netta [19] che guida il sistema completo in qualsiasi momento. (Quando non esiste una coppia di per sé (poiché non esiste un [momento] [20]), è necessario conoscere solo la [forza] [21] esterna netta che agisce attraverso il [centro di massa] [22]).
In qualsiasi momento, l'impedenza elettrica, Z, di qualsiasi sistema elettrico è la radice quadrata del quadrato della [reattanza elettrica] del sistema [23], X, più il quadrato della [resistenza elettrica] del sistema [24], R. La reattanza elettrica del sistema è la differenza tra la [reattanza induttiva] [25], X (L) e la [reattanza capacitiva] [26], X (C), dove X = X (L) - X (C)
(NB, inizialmente, ho provato a Wikilink ciascuno dei ventisei concetti chiave nella mia risposta, ma il sistema mi ha informato che non mi è permesso includere più di due collegamenti fino a quando non avrò almeno dieci punti.)