Pengereman motor DC brushed

Apa yang akan terjadi jika saya menyingkat terminal motor DC bersama-sama saat listrik terputus tetapi masih freewheeling?

Menurut beberapa sumber, itu akan mengerem motor. Ini masuk akal. Tetapi mereka juga menyebutkan menggunakan berbagai resistor daya dan tidak hanya korslet terminal. Apa yang akan terjadi jika saya hanya mempersingkat terminal?

Apa yang mereka katakan ... ditambah / tapi:

Ketika korsleting diterapkan ke terminal motor DC rotor dan semua beban yang terpasang akan direm dengan cepat. "Cepat" tergantung sistem, tetapi karena daya pengereman mungkin sedikit di atas daya desain motor puncak, pengereman biasanya akan signifikan.

Dalam kebanyakan kasus ini adalah hal yang dapat dilakukan jika Anda menemukan hasilnya bermanfaat.

Kekuatan pengereman adalah tentang I ^ 2R

• di mana saya = motor saat ini pengereman hubung singkat (lihat di bawah) dan

• R = resistansi rangkaian yang dibentuk termasuk resistansi motor-rotor + kabel + resistansi kuas jika relevan + resistansi eksternal apa pun.

Menerapkan korsleting menghasilkan pengereman motor maksimum yang dapat Anda capai tanpa menerapkan EMF terbalik eksternal (yang dilakukan beberapa sistem). Banyak sistem berhenti darurat menggunakan korsleting untuk mencapai "berhenti berhenti". Arus yang dihasilkan mungkin akan dibatasi oleh saturasi inti (kecuali dalam beberapa kasus khusus di mana celah udara atau celah udara yang sangat besar digunakan.) Karena motor umumnya dirancang untuk membuat penggunaan yang efisien dari bahan magnet mereka, Anda biasanya akan menemukan bahwa korsleting maksimum arus karena kejenuhan inti tidak jauh melebihi arus operasi desain terukur maksimum. Seperti yang telah dicatat oleh orang lain, Anda bisa mendapatkan situasi di mana energi yang dapat diberikan buruk untuk kesehatan motor tetapi Anda tidak mungkin berurusan dengan ini kecuali Anda memiliki motor dari lokomotif listrik cadangan,

Anda dapat "mempermudah ini" dengan menggunakan metode di bawah ini. Saya telah menentukan 1 ohm untuk keperluan pengukuran saat ini tetapi Anda dapat menggunakan setelan apa pun.

Sebagai tes coba gunakan katakanlah 1 ohm resistor dan amati tegangan di atasnya ketika digunakan sebagai rem motor. Arus = I = V / R atau di sini V / 1 jadi I = V. Disipasi daya akan menjadi I ^ R atau untuk puncak 1 ohm Watt dengan ampli puncak kuadrat (atau resistor Volt yang dikuadratkan untuk resistor 1 ohm. Misalnya motor puncak 10A arus sementara akan menghasilkan 100 Watt menjadi 1 ohm. Anda dapat sering tetapi daya resistor katakanlah 250 Watt rating di toko surplus untuk jumlah yang sangat sederhana. Bahkan resistor luka kawat 10 Watt bertubuh keramik harus menahan berkali-kali daya pengenalnya selama beberapa detik. Ini biasanya kawat luka, tetapi induktansi harus cukup rendah agar tidak relevan dalam aplikasi ini.

Sumber elemen resistor yang sangat baik lainnya adalah Nichrome atau Constantan (= Nikel Tembaga) atau kawat serupa - baik dari distributor listrik atau yang lama dari elemen pemanas listrik lama. Kawat elemen pemanas listrik biasanya dinilai untuk 10 Amps kontinyu (ketika menyala pemanas-bar-cherry-red). Anda dapat menempatkan banyak untaian secara paralel untuk mengurangi resistensi. Ini sulit disolder dengan cara biasa. Ada beberapa cara, tetapi mudah untuk "bermain" adalah menjepit panjang di sekrup terminal blok.

Kemungkinannya adalah bola lampu tentang peringkat yang benar. Ukur tahanan dinginnya dan tetapkan arus pengenalnya dengan I = Watts_rated / Vrated. Perhatikan bahwa resistansi panas akan beberapa kali lipat terhadap resistansi dingin. Ketika langkah saat ini (atau mati saat ini ke langkah tegangan) diterapkan pada bohlam itu awalnya akan menyajikan perlawanan dingin yang kemudian akan meningkat saat pemanasan. Tergantung pada energi yang tersedia dan peringkat bohlam, bohlam mungkin menyala hingga kecerahan penuh atau mungkin hampir tidak bercahaya. misalnya bola lampu pijar 100 VAC 100 VAC akan dinilai 100 Watt / 110 VAC ~ = 1 Amp. Ini resistensi panas akan menjadi sekitar R = V / I = 110/1 = ~ 100 Ohm. Itu resistensi dingin akan dapat diukur tetapi mungkin dalam kisaran katakanlah 5 sampai 30 Ohm. Jika daya awal ke bohlam adalah 100 Watt, maka akan "menyala" dengan cepat. Jika daya pada awalnya adalah 10 Watt, itu mungkin tidak akan mendapatkan di atas secercah. Analisis terbaik tentang apa yang dilakukan bohlam adalah dengan dua saluran data logger dari Vbulb dan I bohlam dan selanjutnya merencanakan V & I dan menjumlahkan produk VI sebagai rem motor. Osiloskop yang ditangani dengan hati-hati akan memberikan ide yang adil dan penggunaan dua meter dan perhatian yang baik mungkin cukup baik.

Beberapa turbin angin KECIL menggunakan korsleting sebagai rem kecepatan lebih ketika kecepatan angin terlalu cepat untuk rotor. Ketika motor tidak jenuh, daya keluar naik kira-kira sama dengan kecepatan V x I atau persegi angin (atau rotor). Ketika mesin secara magnetis jenuh dan menjadi sumber arus konstan dekat, daya meningkat sekitar linier dengan kecepatan rotor atau kecepatan angin. TETAPI karena energi angin sebanding dengan kecepatan rotor yang dipotong dadu, terbukti bahwa akan ada kecepatan rotor maksimum yang melebihi energi input yang melebihi upaya pengereman yang tersedia. Jika Anda akan bergantung pada korsleting rotor untuk kontrol over-speed maka Anda benar-benar benar-benar ingin memulai pengereman korsleting jauh di bawah kecepatan crossover input / output. Kegagalan untuk melakukan ini dapat berarti bahwa hembusan tiba-tiba mendorong kecepatan rotor di atas batas kritis dan kemudian dengan senang hati akan lari. Turbin angin pelarian dalam angin kecepatan tinggi mungkin menyenangkan untuk diperhatikan jika Anda tidak memilikinya dan berdiri di tempat yang sangat aman. Jika kedua hal ini tidak berlaku, gunakan margin keselamatan yang banyak.

Kemungkinan profil pengereman dapat ditentukan secara semi empiris sebagai berikut.

1. Ini bagian yang sulit :-). Hitung rotor dan muat energi yang tersimpan. Ini di luar ruang lingkup jawaban ini tetapi merupakan hal buku teks standar. Faktor termasuk massa dan momen inersia bagian yang berputar. Energi tersimpan yang dihasilkan akan memiliki istilah dalam RPM ^ 2 (mungkin) dan beberapa faktor lainnya.

2. putar rotor korsleting pada berbagai kecepatan dan tentukan kerugian pada RPM yang diberikan. Ini bisa dilakukan dengan Dynamometer tetapi beberapa pengukuran arus dan karakteristik rangkaian harus cukup. Perhatikan bahwa rotor akan panas di bawah pengereman. Ini mungkin atau mungkin tidak signifikan. Juga, motor yang telah berjalan selama beberapa waktu mungkin memiliki belitan rotor hangat sebelum pengereman. Kemungkinan-kemungkinan ini perlu dimasukkan.

3. Lakukan salah satu solusi analitis berdasarkan atas (lebih mudah) dari menulis program interatif untuk menentukan kecepatan / kurva kehilangan daya. Sesuatu seperti spread sheet excel akan melakukan ini dengan mudah. Timestep dapat diubah untuk mengamati hasil.

Untuk keamanan maksimal bermain, motor dapat dihubungkan ke resistor 1 ohm (katakanlah) dan memutarnya menggunakan drive eksternal - mis. Bor tekan, bor tangan baterai (kontrol kecepatan kasar) dll. Tegangan melintasi resistor beban memberi arus.

Motor Anda akan berfungsi sebagai generator - yang disebut "pengereman listrik". Sirkuit akan dibentuk dari koil motor dan apa pun yang Anda sambungkan. Arus akan tergantung pada resistansi rangkaian itu.

Karena koil dan komponen lainnya terhubung secara berurutan, arus akan sama di semua bagian sirkuit. Jika Anda memendekkan motor, resistansi akan bergantung sepenuhnya pada resistansi koil. Hal ini dapat menyebabkan arus yang agak tinggi yang tergantung pada desain motor yang tepat dan kecepatannya pada saat Anda mulai mengerem dapat memanaskan motor yang dapat menyebabkan kumparan terbakar atau meleleh. Pertimbangkan kereta api kereta api - mereka harus menggunakan resistor besar untuk pengereman listrik dan yang memanas.

Jika Anda memperpendek terminal, energi kinetik akan hilang pada bagian-bagian motor.

• gulungan akan dipanaskan
• arus tinggi akan mengalir melalui sikat dan menyebabkan busur
• dalam jangka panjang, sikat akan membusuk dan menghasilkan debu konduktif pada cincin komutator
• cincin komutator pada akhirnya akan menjadi titik pendek permanen yang menyebabkan arus lebih
• akhirnya saklar daya, mengendalikan motor akan menjadi terlalu tertekan dan gagal (misalnya: transistor)

Btw. Istirahat regeneratif elektronik normal yang umum meliputi beberapa bagian seperti resistor 68 Ohm, transistor daya dan beberapa pembagi tegangan dan zener.

Pertimbangkan apa yang terjadi jika Anda menerapkan tegangan motor penuh ketika motor dalam keadaan diam. Tegangan penuh akan muncul melintasi resistansi dinamo yang akan menghilangkan daya maksimum. Ketika torsi motor mempercepat beban mekanis, kecepatan motor, maka ggl-belakang, naik dan arus, karenanya daya dalam armature turun. Akhirnya, back-emf hampir sama dengan tegangan input dan daya yang dihamburkan oleh armature mencapai level idle.

Sekarang pertimbangkan melepas voltase input dan korsleting angker. The full-ggl kembali sekarang muncul di armature yang menghilang hampir sebanyak ketika mulai. Akhirnya, torsi motor memperlambat beban mekanis dan akhirnya motor berhenti.

Jadi disipasi daya jangkar mengikuti kira-kira kurva yang sama terhadap waktu ketika memulai atau berhenti. Jadi, jika motor Anda dapat bertahan hidup dengan menerapkan tegangan motor penuh dari kondisi diam, motor itu dapat bertahan hidup setelah jangkar korsleting dengan kecepatan penuh.

Seperti yang dikatakan oleh sharptooth, di kereta, resistor pengereman dapat digunakan untuk membuang daya beban tetapi tegangan motor penuh tidak diterapkan dari kondisi diam. Saya bukan ahli dalam desain kereta api canggih tetapi pada kereta London tabung tua, resistor pemberat dihubungkan secara seri dengan jangkar dan semakin beralih saat kereta bertambah cepat.

Motor sikat tipikal dapat dimodelkan secara wajar sebagai motor ideal dalam rangkaian dengan resistor dan induktor. Motor yang ideal akan muncul secara elektrik sebagai suplai tegangan / penjepit tanpa hambatan nol (yang mampu mengambil atau menenggelamkan daya) yang polaritas dan voltanya merupakan kelipatan konstan dari kecepatan rotasi. Ini akan menghasilkan torsi konversi ke arus dan sebaliknya, dengan torsi menjadi kelipatan konstan saat ini. Untuk mengetahui perilaku pengereman, cukup gunakan model dengan resistor yang sama dengan resistansi motor DC ketika terhenti; induktansi mungkin dapat diabaikan kecuali ketika seseorang mencoba untuk dengan cepat menghidupkan dan mematikan motor saat ini (misalnya dengan drive PWM).

Korslet sadapan motor akan menyebabkan arus mengalir sama dengan rasio tegangan sirkuit terbuka (pada kecepatannya sekarang) ke resistansi. Ini akan menyebabkan torsi pengereman kira-kira sama besarnya dengan torsi yang akan dihasilkan jika tegangan itu diterapkan secara eksternal ke motor ketika sedang macet; itu juga akan menghilangkan jumlah daya yang sama di gulungan motor seperti skenario kios itu.