Una corriente constante significa, para un motor ideal, un par constante. Esto es aproximadamente cierto para los motores reales. No importa lo que conecte al motor, o la velocidad con la que gira.
Lo que parece que te estás perdiendo es Segunda ley del movimiento de Newton . Afirma que la fuerza es el producto de la masa y la aceleración:
$$ F = ma $$
La corriente constante que usted suministra al motor es una fuerza. El peso se opone a esa fuerza. La diferencia es la fuerza neta, \ $ F \ $ en esta ecuación, y \ $ m \ $ es la masa del peso, más la masa del rotor y la cuerda y todo lo demás que el motor debe mover.
Configura la corriente que se enviará al motor para que el par aplicado sea de 10 in-lbs sin ninguna carga.
No es posible. No hay nada para que el motor se "pare en contra". Este es el equivalente mecánico de intentar desarrollar 10 voltios a través de un cortocircuito. El motor girará rápidamente a su velocidad máxima, y el EMF de retorno aumentará a la tensión de conducción, por lo que sus componentes electrónicos de conducción no podrán suministrar suficiente voltaje por encima del EMF de retorno para generar suficiente corriente para tener ese par de torsión.
Supongamos que usted determina la cantidad de corriente necesaria para 10 in-lbs de torque, y que maneja su motor con un suministro de corriente constante configurado para eso.
¿Qué sucede cuando el torque del peso / carga es 5 in-lbs?
Suponiendo que el rotor y la cuerda no tienen masa ni fricción, el peso se acelerará hacia arriba con la red de 5 in-lbs de torque (el motor 10 in-lbs, menos 5 in-lbs del peso). La velocidad de la aceleración está determinada por la masa del peso y la ley de Newton anterior.
A medida que cambia la velocidad del motor (el peso se está acelerando), también cambia la parte trasera de EMF. Su suministro de corriente constante al motor tendrá que aplicar un voltaje creciente para mantener la misma corriente. La potencia eléctrica aumenta, al igual que la potencia mecánica.
¿Qué sucede cuando el torque del peso / carga es de 10 in-lbs?
El par motor equilibra el par de peso. Por más rápido que se mueva el peso (si es que lo hace), sigue haciendo eso. Se aplica la primera ley de Newton .
¿Qué sucede cuando el torque del peso / carga es de 15 in-lbs?
El peso se acelerará hacia abajo, dominando el motor. Sin embargo, no será una caída libre. El motor cancela parte de la fuerza del peso, lo que resulta en una aceleración más lenta hacia abajo.
Si el peso supera al motor, finalmente puede hacer que el motor funcione hacia atrás, en relación con la forma en que funcionaría si no hubiera carga. Cuando esto sucede, el back-EMF ahora agrega (en lugar de restar) del voltaje que aplica al motor. En algún momento, su controlador, que intenta mantener una corriente constante, debe aplicar un voltaje negativo para mantener esa corriente. En otras palabras, el back-EMF es suficiente para crear el par de torsión necesario por sí mismo: su controlador debe oponerse.
Esto es perfectamente simétrico con el primer caso, donde el motor estaba superando el peso. En ese caso, la potencia eléctrica y mecánica aumentó (sin límite, si se los permites). En este caso, la potencia eléctrica y mecánica disminuye (negativo, si se los permite). La energía se conserva porque estás cambiando el potencial gravitatorio del peso.
La necesidad de resistir el EMF posterior generalmente significa almacenar energía eléctrica en un capacitor o batería, o usarla para calentar una resistencia. Si no puede hacer esto lo suficientemente rápido, entonces el motor creará más torque que sus 10 in-lbs deseadas, y habrá alcanzado los límites de su controlador de "corriente constante".
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