Aiuti costanti motori nella selezione dei motori DC nelle applicazioni di controllo del movimento. I motori DC spazzolati e senza spazzole sono una buona scelta in applicazioni di desiderio sensibili alla potenza o di efficienza.

Molte volte, un motore a motore CC o una scheda dati del generatore includerà il KM costante del motore, che è la sensibilità di coppia divisa per la radice quadrata della resistenza di avvolgimento. La maggior parte dei designer considera questa proprietà del motore intrinseco come una figura esoterica di merito utile solo per il progettista del motore, senza alcun valore pratico nella selezione dei motori DC.

Ma KM può aiutare a ridurre il processo iterativo nella selezione di un motore a CC perché è generalmente indipendente dall'avvolgimento in un determinato motore o motore della dimensione del telaio. Anche nei motori DC senza ironia, dove KM dipende dall'avvolgimento (a causa delle variazioni del fattore di riempimento del rame) rimane uno strumento solido nel processo di selezione.

Poiché KM non affronta le perdite in un dispositivo elettromeccanico in tutte le circostanze, il km minimo deve essere maggiore di quello calcolato per affrontare tali perdite. Questo metodo è anche un buon controllo della realtà perché costringe l'utente a calcolare sia la potenza di input che di output.

La costante del motore affronta la natura elettromeccanica fondamentale di un motore o di un generatore. La selezione di un avvolgimento adatto è semplice dopo aver determinato un caso o una dimensione del telaio adeguatamente potente.

La costante del motore KM è definita come:

Km = kt/r0.5

In un'applicazione motore CC con disponibilità di energia limitata e una coppia nota richiesta sull'albero del motore, verrà impostato il km minimo.

Per una determinata applicazione motore il km minimo sarà:

Km = t / (pin - boccone) 0,5

L'alimentazione nel motore sarà positiva. Il pin è semplicemente il prodotto della corrente e della tensione, ipotizzando alcun cambiamento di fase tra loro.

Pin = VXI

L'alimentazione dal motore sarà positiva, poiché fornisce energia meccanica ed è semplicemente il prodotto della velocità e della coppia di rotazione.

Pout = ω xt

Un esempio di controllo del movimento include un meccanismo di azionamento di tipo Gantry. Utilizza un motore DC coreless da 38 mm di diametro. La decisione viene presa di raddoppiare la velocità della serie senza alcun cambiamento nell'amplificatore. Il punto operativo esistente è di 33,9 mn-m (4,8 oz-in.) E 2.000 giri/min (209,44 RAD/sec) e la potenza di ingresso è 24 V a 1 A. Inoltre, non è accettabile alcun aumento delle dimensioni del motore.

Il nuovo punto operativo sarà al doppio della velocità e della stessa coppia. Il tempo di accelerazione è una percentuale trascurabile del tempo di spostamento e la velocità di Slew è il parametro critico.

Calcolo del km minimo

Km = t / (pin - boccone) 0,5

Km = 33,9 x 10-3 nm / (24 VX 1A -

418,88 rad/sec x 33,9 x 10-3 nm) 0,5

Km = 33,9 x 10-3 nm / (24 W-14,2 W) 0,5

Km = 10,83 x 10-3 nm/√w

Tenere conto delle tolleranze della resistenza costante e di avvolgimento della coppia. Ad esempio, se la costante di coppia e la resistenza all'avvolgimento hanno tolleranze di ± 12%, il caso peggiore di KM sarà:

KMWC = 0,88 kt/√ (Rx 1,12) = 0,832 km

O quasi il 17% al di sotto dei valori nominali con un avvolgimento freddo.

Il riscaldamento dell'avvolgimento ridurrà ulteriormente KM poiché la resistività del rame aumenta di quasi lo 0,4%/° C. E per esacerbare il problema, il campo magnetico si attenuerà con l'aumento delle temperature. A seconda del materiale per permanente magnetico, questo potrebbe essere del 20% per un aumento di 100 ° C di temperatura. L'attenuazione del 20% per l'aumento della temperatura del magnete 100 ° C è per i magneti di ferrite. Il ferro da neodimio-boro ha l'11%e il samarium cobalto di circa il 4%.

È interessante notare che, per la stessa potenza di input meccanica, se l'obiettivo è di efficienza dell'88%, il km minimo andrebbe da 1,863 nm/√w a 2,406 nm/√w. Ciò è equivalente ad avere la stessa resistenza all'avvolgimento ma una costante di coppia maggiore del 29%. Maggiore è l'efficienza desiderata, maggiore è il KM richiesto.

In caso di applicazione del motore, è nota la corrente massima disponibile e il carico di coppia nel caso peggiore, calcola la costante di coppia accettabile più bassa utilizzando

Kt = t/i

Dopo aver trovato una famiglia automobilistica con sufficiente km, selezionare un avvolgimento che ha una costante di coppia che supera leggermente il minimo. Quindi inizierà a determinare se l'avvolgimento, in tutti i casi di tolleranze e vincoli di applicazione, eseguirà in modo soddisfacente.

Chiaramente, la scelta di un motore o un generatore determinando innanzitutto il km minimo in motori sensibili alla potenza e applicazioni del generatore di efficienza di efficienza possono accelerare il processo di selezione. Il prossimo passo sarà quindi selezionare un avvolgimento adatto e garantire che tutti i parametri dell'applicazione e le limitazioni del motore/del generatore siano accettabili, comprese le considerazioni di tolleranza allo avvolgimento.

A causa delle tolleranze di produzione, degli effetti termici e delle perdite interne, si dovrebbe sempre scegliere un km leggermente più grande di quanto richiede l'applicazione. È necessaria una certa quantità di latitudine poiché non esiste un numero infinito di variazioni di avvolgimento disponibili da un punto di vista pratico. Più grande è il km, più perdona è nel soddisfare i requisiti di una determinata applicazione.

In generale, l'efficienza pratica superiore al 90% può essere praticamente non ottentabile. Motori e generatori più grandi hanno perdite meccaniche maggiori. Ciò è dovuto a perdite di cuscinetti, windage e elettromeccanici come isteresi e correnti parassite. I motori a spazzola hanno anche perdite dal sistema di commutazione meccanica. Nel caso della preziosa commutazione dei metalli, popolare tra i motori core, le perdite possono essere estremamente piccole, meno delle perdite del cuscinetto.

I motori e i generatori DC senza ironia non hanno praticamente alcuna isteresi e perdite di corrente parassita nella variante del pennello di questo design. Nelle versioni senza spazzole, queste perdite, sebbene basse, esistono. Questo perché il magnete di solito ruota rispetto al ferro posteriore del circuito magnetico. Ciò induce perdite di corrente parassita e isteresi. Tuttavia, ci sono versioni DC senza spazzole che hanno il magnete e il ferro posteriore che si muovono all'unisono. In questi casi, le perdite sono generalmente basse.