Bagaimana cara menemukan rentang tegangan untuk motor DC yang tidak diketahui?

Saya memiliki motor kecil tanpa tanda dengan papan pengontrol kecepatan yang terbakar. Saya dapat mengetahui bahwa motor itu adalah motor DC karena memiliki dua kabel yang keluar dan ada penyearah pada pengontrol kecepatan.

Saya ingin mencari tahu berapa kisaran tegangan maksimum untuk motor, tetapi terbukti sulit. Papan tampaknya memiliki triac dan mungkin diac atau dioda. Tidak ada transformator jadi saya kira itu mungkin beroperasi pada 120V penuh. Ada juga banyak resistor dan kapasitor yang mungkin digunakan untuk PWM.

Saya membuang motor pada bor pers saya dan memutar poros pada 570RPM atau 59,69 radian / detik dan mendapat output 16V. Resistansi motor adalah 39 ohm (sudah membaca 50 sebelumnya).

Apakah ada grafik atau rumus untuk tegangan vs kecepatan dan atau tegangan vs torsi untuk motor DC?

FYI, diameter motor sekitar 2 inci dan lebar motor sekitar 4 inci. Motor memiliki gigi cacing plastik yang melekat padanya dan digunakan sebagai pemijat leher. Dugaan saya adalah bahwa itu perlu beroperasi pada torsi tinggi.

Ini foto motor dan foto rangkaian:

Ini sebagian besar tentang seberapa besar daya motor dapat menghilang dengan aman tanpa menjadi terlalu panas. Masalah kedua adalah Anda tidak ingin motor berputar berlebihan, tetapi biasanya cukup jelas ketika sampai sejauh itu.

Pengukuran Anda memberi kami beberapa gagasan, tetapi akan lebih membantu jika mengetahui ukuran fisik motor ini. Itu memungkinkan untuk tebakan pertama berapa banyak Watt yang bisa dihamburkan.

Pada 570 RPM (9,5 Hz) Anda mendapat 16 V. Sebagian besar motor dapat melakukan setidaknya 3600 RPM (60 Hz), jadi mari kita lihat bagaimana cara kerjanya. Pada kecepatan itu, EMF belakang akan menjadi 101 V menurut pengukuran Anda. Jika Anda berpikir itu mungkin dimaksudkan untuk menjalankan dari AC 120 V diperbaiki, maka mari kita lihat apa yang dilakukan 170 V, karena itulah yang akan Anda dapatkan jika ada kapasitor setelah penyearah. 170 V - 101 V = 69 V tersisa untuk menggerakkan motor pada 3600 RPM. Itu akan memberikan 95 W ke motor, yang banyak kecuali kecuali setidaknya 6 inci.

Mari kita lihat dengan cara lain. Untuk EMF belakang menjadi 170 V akan membutuhkan 6000 RPM (100 Hz). Itu akan menjadi kecepatan maksimum absolut. Apakah itu masuk akal? Itu tidak keluar dari jalur untuk motor DC, tidak tahu apa-apa tentang itu. Tentu saja itu tidak akan pernah secepat itu karena tidak akan ada EMF yang tersisa untuk benar-benar mengendarainya, dan tidak ada torsi yang tersisa untuk menggerakkan apa pun.

Pada 5000 RPM, Anda akan memiliki 140 V EMF kembali dengan 30 V tersisa untuk menggerakkan motor pada 170 V, yang akan mengambil 18 W. Itu bisa sangat masuk akal jika motor setidaknya berukuran kepalan tangan.

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

R dapat diukur seperti yang saya katakan di atas dalam komentar dan yang akan saya ulangi di sini. Resistansi dapat bervariasi pada motor DC karena kontak dengan sikat. Cara terbaik untuk mengukur resistensi adalah dengan melakukan beberapa pengukuran dan rata-rata. Jika memungkinkan, kunci rotor dan berikan arus kecil ke terminal. Ukur voltase dan arus dan hitung R = V / I. Biasanya Anda tes ini akan dilakukan pada ~ 25% nilai saat ini. Ulangi beberapa kali dan rata-rata. Ada tes dinamis, juga, yang dapat memberikan hasil yang lebih baik - melakukan hal yang sama seperti yang saya katakan, tetapi alih-alih mengunci rotor, kembali menggerakkan motor. 50 RPM adalah kecepatan yang cukup untuk menggerakkan rotor.

$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}$

Setelah Anda memiliki torsi stall pada voltase berbeda dan kecepatan maksimum pada voltase berbeda, Anda dapat memplotnya pada grafik dengan kecepatan pada satu sumbu dan torsi pada sumbu lainnya. Hubungkan saluran dan Anda memiliki berbagai kurva kecepatan-torsi pada voltase berbeda.

Ada banyak asumsi dalam apa yang saya tulis di atas. 2 asumsi utama yang harus Anda perhatikan adalah 1) bahwa motor tetap relatif dingin (sehingga hambatan tidak berubah) dan 2) bahwa arus tanpa-beban adalah nol (pada kenyataannya tidak akan).

Tergantung pada seberapa kritis motor untuk bekerja setelah pengujian dan peralatan apa yang Anda miliki, Anda mungkin perlahan-lahan meningkatkan voltase ke dalamnya sambil tetap memperhatikan suhu, kecepatan, dan arus. Anda juga dapat memasukkan beban mekanis dari beberapa jenis dan mengukur torsi, seperti dinamometer. Poin yang membuat Anda nyaman adalah terserah Anda.

Adapun formula, itu sangat tergantung pada geometri dan bagaimana motor terluka secara internal. Ini pada dasarnya adalah seperangkat elektromagnet yang berinteraksi dengan satu set magnet permanen dan secara mekanis diaktifkan pada waktu yang tepat untuk menjaganya tetap berjalan pada arah yang sama. Untuk kekuatan yang diberikan, Anda dapat membuat elektromagnet bertegangan tinggi, bertegangan rendah atau arus rendah, bertegangan tinggi. Dan itu hanya satu dari banyak parameter. Saya pikir Anda lebih baik menemukan lembar spesifikasi atau melakukan eksperimen sendiri.

Dengan asumsi bahwa itu adalah motor DC magnet permanen (dan bukan motor sinkron, induksi, atau 'universal') tes generator Anda menunjukkan bahwa Kv (konstanta kecepatan) adalah 3,73rad / s / V atau 36rpm / Volt. Oleh karena itu pada 120V itu harus dilakukan sekitar 4300rpm.

Untuk motor PMDC, Kt (torsi konstan) adalah kebalikan dari Kv. 1 / 3.73 = 0,268Nm / A atau 38oz-in / A.

Dengan resistansi 50Ω, arus kios akan menjadi 120/50 = 2.4A, sehingga torsi gerai harus sekitar 0,268 * 2,4 = 0,643Nm atau 91oz-in. Itu banyak untuk motor 'kecil', jadi saya menduga bahwa salah satu pengukuran Anda keluar dengan faktor 10. Apakah Anda yakin itu adalah 50Ω dan bukan 500Ω?

Berikut adalah motor magnet permanen kecil khas yang dirancang untuk 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