Sobredimensionando un motor de CC con escobillas

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Tengo una bomba de aire que toma 6 voltios a 40 vatios. Desafortunadamente, con esta potencia y un voltaje tan bajo es muy difícil encontrar una fuente de alimentación portátil que no sea una batería. Tengo una batería de 12 voltios, y si tengo razón, va a consumir 80 vatios. Bueno, su cableado está hecho de metal sólido, e incluso eso es extremadamente caliente durante unos segundos después de que se apaga el motor. La única forma actual de ejecutarlo es con las células D, pero no son recargables y me preocupa que se agoten. Probé otros métodos, con mi batería de NiCd de 6 voltios, los cables estaban ahumados y con mi banco de energía registrado como un cortocircuito y un corte de energía.

tl; dr ¿Puedo ejecutar este motor a 12 voltios en lugar de los 6 voltios nativos?

    
pregunta Shaheer Rizvi

4 respuestas

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Eso es 7A, que es bastante incómodo, y probablemente más al inicio. Como dicen los comentarios, no puede ejecutarlo a 12 V sin algún tipo de conversión o límite de corriente (lo que en la práctica reducirá el voltaje).

Probaría un modelo de R / C con un voltaje nominal de 7.2V. Eso es solo una pequeña sobretensión y se "hundirá" en uso. Debe obtener uno con al menos 5000mAh y al menos 10C para estar seguro. Un ejemplo aleatorio ; ese se cita como 37WH, por lo que debe durar más de una hora, digamos 35-45min.

    
respondido por el pjc50
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Si el voltaje aumenta incluso en un voltio, existe una gran posibilidad de que el motor y / o la bomba se sobrecalienten o se dañen de alguna otra manera.

Cualquier aumento en el voltaje significará un aumento proporcional en la velocidad. Dependiendo del diseño de la bomba de aire, operar a una velocidad más alta puede requerir algo entre el mismo par y mucho más par. Si requiere más par, eso sobrecargará el motor y consumirá más corriente. El motor puede tener alguna capacidad para entregar más de su potencia nominal a mayor velocidad sin aumentar el torque, pero habrá un aumento en las pérdidas que causarán el sobrecalentamiento del motor. Las pérdidas en la bomba de aire también aumentarán con cualquier aumento de velocidad. Eso podría causar sobrecalentamiento y daños.

    
respondido por el Charles Cowie
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Una discusión tan grande y ni una sola mención de la Ley de Ohms

Current[Amps] = Voltage[Volts] / Resistance[Ohms]

Mida la resistencia interna de su motor de CC con un multímetro digital. Conecte los valores y podrá averiguar cuánta corriente consumirá su motor a cualquier voltaje.

Cálculos

Debido a que no tengo las especificaciones y no puedo medir la resistencia, usaré esta práctica fórmula en su lugar

Power[Watts] = Votage[Volts] x Current[Amps]

Conectando los valores

40[W] = 6.0[V] x {some amount of current}[A]

Al insertar los números en la calculadora se obtienen 6.67 amperios. La resistencia interna se calcula a 0,89 ohmios. Eso es un cortocircuito allí mismo, de ninguna manera este motor puede tener una potencia de 40 vatios. La búsqueda rápida en Google no produce un solo motor de 6V DC 40 Watt.

Si desea aumentar el voltaje de 6V a 12V y mantenerse dentro de las mismas temperaturas, necesitará reducir el consumo de corriente.

Conectando los valores

40[W] = 12.0[V] x {some amount of current}[A]

Siempre que pueda limitar el consumo de corriente a 3.34 amperios, el motor ni siquiera notará la diferencia.

Conclusión

Necesitará una fuente de alimentación de 12V bastante sofisticada que pueda regular la salida de corriente.

Aparte de eso, si el motor se sobrecalienta, está consumiendo demasiada corriente. Ya sea por la carga (el motor está trabajando demasiado duro) o por una mayor resistencia interna.

Algunas sugerencias

  1. Separe el motor (si es posible) y limpie el conmutador de cualquier acumulación de carbono de los cepillos. Al mismo tiempo, inspeccione el estado de sus cepillos, el conmutador y la resistencia interna de los devanados (mantenimiento básico del motor eléctrico).
  2. De alguna manera mejora el flujo de aire hacia el motor.
  3. O simplemente permite que el motor gire libremente por un corto período de tiempo cuando hace demasiado calor.

Soluciones alternativas

Lo que estás describiendo es un problema bastante común en una comunidad de bicicletas, scooters y vehículos eléctricos. Donde la tensión de alimentación es generalmente más alta que el componente para el que está clasificado.

Un problema muy común es ebike lights. Por lo general, tienen una clasificación de 12 VCC, pero su suministro podría ser de 48 V porque eso es lo que necesita para impulsar el motor.

Una solución común en este caso es poner más de una carga en serie para compensar el voltaje. El ejemplo 4 luces a 12V cada una será de 48V.

Una solución más costosa es obtener un convertidor de CC / CC que reduzca el voltaje. Algunas de las luces más caras tienen un convertidor DC / DC incorporado.

    
respondido por el iiminov
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La corriente de arranque del motor se basará en su DCR y el voltaje aplicado que descenderá a la corriente nominal, dependiendo de si está clasificado para una batería de plomo ácido de 6V o exactamente 6.0V.

Para que la batería se enfríe con una carga de 40 W, su ESR interno debe ser < = 2% del ESR (DCR) del motor. Esto implica una gran capacidad de Ah y un buen estado y estado de carga (SoC).

Sin una especificación de motor, puede calcular la potencia disipada de varias fuentes y elegir la mejor coincidencia para su carga.

Consideraría un interruptor PWM con una clasificación de 20A y un paquete de 7.4V LiPo con cargador conectado para conducir a un promedio de 6V con una configuración de olla fija o un límite de serie en PWM.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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