O motor constante ajuda na seleção de motores CC em aplicações de controle de movimento. Os motores CC escovados e sem escova são uma boa escolha em aplicações sensíveis ao poder ou com eficiência.

Muitas vezes, um motor DC ou folha de dados do gerador incluirá a constante do motor KM, que é a sensibilidade do torque dividida pela raiz quadrada da resistência do enrolamento. A maioria dos designers vê essa propriedade intrínseca do motor como uma figura esotérica de mérito útil apenas para o designer de motor, sem valor prático na seleção de motores CC.

Mas a KM pode ajudar a reduzir o processo iterativo na seleção de um motor CC, pois geralmente é o enrolamento independente em um determinado motor ou motor de tamanho de quadro. Mesmo em motores CC sem ferro, onde a GC depende do enrolamento (devido a variações no fator de preenchimento de cobre), permanece uma ferramenta sólida no processo de seleção.

Como o KM não aborda as perdas em um dispositivo eletromecânico em todas as circunstâncias, o KM mínimo deve ser maior do que o calculado para abordar essas perdas. Esse método também é uma boa verificação da realidade, pois força o usuário a calcular a energia de entrada e saída.

O motor constante aborda a natureza eletromecânica fundamental de um motor ou gerador. Selecionar um enrolamento adequado é simples após determinar um tamanho ou tamanho de quadro adequadamente poderoso.

A constante de motor KM é definida como:

Km = kt/r0.5

Em uma aplicação do motor CC com disponibilidade de energia limitada e um torque conhecido necessário no eixo do motor, o KM mínimo será definido.

Para um determinado aplicativo motor, o mínimo de km será:

Km = t / (pino - bout) 0,5

A energia no motor será positiva. O PIN é simplesmente o produto da corrente e da tensão, assumindo nenhuma mudança de fase entre eles.

Pin = vxi

A energia para fora do motor será positiva, pois fornece energia mecânica e é simplesmente o produto da velocidade e torque de rotação.

Pout = ω xt

Um exemplo de controle de movimento inclui um mecanismo de acionamento do tipo pórtico. Ele usa um motor CC sem coreless de 38 mm de diâmetro. A decisão é tomada para dobrar a velocidade da gama, sem alteração no amplificador. O ponto de operação existente é de 33,9 mn-m (4,8 oz-in.) E 2.000 rpm (209,44 rad/s) e a potência de entrada é de 24 V em 1 A. Além disso, nenhum aumento no tamanho do motor é aceitável.

O novo ponto de operação será duas vezes a velocidade e o mesmo torque. O tempo de aceleração é uma porcentagem insignificante do tempo de movimentação, e a velocidade do SLEW é o parâmetro crítico.

Calculando o km mínimo

Km = t / (pino - bout) 0,5

Km = 33,9 x 10-3 nm / (24 Vx 1a -

418,88 rad/s 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

Conta as tolerâncias da resistência constante e enrolada de torque. Por exemplo, se a constante de torque e a resistência do enrolamento tiverem ± 12% de tolerâncias, o pior caso será:

Kmwc = 0,88 kt/√ (rx 1,12) = 0,832 km

ou quase 17% abaixo dos valores nominais com um enrolamento frio.

O aquecimento do enrolamento reduzirá ainda mais a Km, uma vez que a resistividade do cobre aumenta quase 0,4%/° C. E para exacerbar o problema, o campo magnético atenuará com as crescentes temperaturas. Dependendo do material de ímã permanente, isso pode chegar a 20% para um aumento de 100 ° C na temperatura. A atenuação de 20% para o aumento da temperatura do ímã de 100 ° C é para ímãs de ferrita. O neodímio-boro-ferro possui 11%e o cobalto de samarium cerca de 4%.

É interessante Isso é equivalente a ter a mesma resistência enrolada, mas uma constante de torque 29% maior. Quanto maior a eficiência desejada, maior o km necessário.

Se no caso do aplicativo do motor a corrente máxima disponível e a pior carga de torque for conhecida, calcule a menor constante de torque aceitável usando

Kt = t/i

Depois de encontrar uma família de motores com km suficientes, selecione um enrolamento com uma constante de torque que exceda ligeiramente o mínimo. Em seguida, começa a determinar se o enrolamento, em todos os casos de tolerâncias e restrições de aplicação, executará satisfatoriamente.

Claramente, escolher um motor ou gerador, determinando primeiro o km mínimo em aplicativos de geradores de motor e eficiência sensíveis à energia pode acelerar o processo de seleção. A próxima etapa será selecionar um enrolamento adequado e garantir que todos os parâmetros de aplicação e limitações de motor/gerador sejam aceitáveis, incluindo considerações de tolerância a enrolamento.

Devido a tolerâncias de fabricação, efeitos térmicos e perdas internas, deve -se sempre escolher um km um pouco maior do que o aplicativo exige. Uma certa quantidade de latitude é necessária, pois não há um número infinito de variações de enrolamento disponíveis do ponto de vista prático. Quanto maior o KM, mais perdoador é satisfazer os requisitos de um determinado aplicativo.

Em geral, a eficiência prática acima de 90% pode ser praticamente inatelável. Motores e geradores maiores têm perdas mecânicas maiores. Isso se deve ao rolamento, pelo enrolamento e perdas eletromecânicas, como histerese e correntes de Foucault. Os motores do tipo pincel também têm perdas do sistema de comutação mecânica. No caso de comutação de metal preciosa, popular entre os motores sem coro, as perdas podem ser extremamente pequenas, menos que as perdas de rolamento.

Motores e geradores sem ferro sem ferro praticamente não têm histese e perdas de corrente de Foucault na variante do pincel desse design. Nas versões sem escova, essas perdas, embora baixas, existem. Isso ocorre porque o ímã geralmente está girando em relação ao ferro traseiro do circuito magnético. Isso induz as perdas de corrente de Foucault e Histrese. No entanto, existem versões DC sem escova que têm o ímã e o ferro traseiro se movendo em uníssono. Nesses casos, as perdas geralmente são baixas.