DC motor y potencia

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Con los motores de CC, creo que el siguiente gráfico muestra el rendimiento típico:

¿Eso significa que, incluso para un motor de alta velocidad con una caja de engranajes para reducción de velocidad, se aplican las mismas características? Es decir, incluso si el motor puede hacer 16,000 RPM sin carga, una reducción de velocidad del 50% es donde se produce la mayor potencia. ¿Estoy interpretando mal la gráfica?

¿Cómo se determina la eficiencia? El gráfico parece sugerir que la máxima eficiencia no se alcanza en donde el máximo. Se producen RPM, pero a ~ 90% de RPM.

Cualquier ayuda apreciada.

    
pregunta WKleinberg

2 respuestas

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Sí, eso es correcto. La potencia de salida máxima es alcanzable a una velocidad del 50%, por un momento. Ejecútelo allí durante demasiado tiempo y derretirá el motor.

Los motores tienen dos mecanismos principales de pérdida

a) resistencia al viento (par de frenado debido a la agitación del aire alrededor)
b) \ $ I ^ 2R \ $ pérdidas en los conductores.

Hay otros, fricción estática, corrientes de Foucault, pero el viento y el I2R son dominantes

Como el par de salida es proporcional a la corriente, pero el I2R a la corriente al cuadrado, el funcionamiento con una corriente alta es ineficiente. Esta es la razón por la que el funcionamiento a la mitad de la velocidad con la mitad de la corriente de bloqueo sobrecalentará su motor, que solo ha sido diseñado para disipar las pérdidas de funcionamiento con la máxima eficiencia.

La forma más sencilla de ver por qué los picos de eficiencia cercanos a la velocidad descargada es trazar las pérdidas y las pérdidas totales, junto con la salida de potencia en el mismo gráfico que ha publicado.

Las pérdidas de I2R son máximas en el bloqueo, y caen como un cuadrado inverso a medida que cae la corriente.

Las pérdidas de viento son cero en el momento de la parada, y aumentan a medida que el cubo de velocidad.

Grafique la suma de esos, como una relación a la salida de potencia.

Una forma más conceptual es razonar así:
a) Cuando el motor está girando, está generando una fem inversa
b) el voltaje de entrada debe ser mayor que esto para hacer un flujo de corriente
c) solo el voltaje de entrada que coincide con la parte trasera emf realmente produce trabajo, el exceso de voltaje de entrada se desperdicia como calor en los devanados
d) esto significa que la eficiencia de máxima , solo por la contraprestación de back emf, es del 0% en punto muerto, aumentando linealmente al 100% a velocidad síncrona.

Por lo tanto, operando a una velocidad del 50%, la eficiencia máxima posible se limitará al 50% y será menor debido a otras pérdidas.

Lamentablemente, no podemos operar una velocidad síncrona, no fluirá ninguna corriente, lo que significa cero potencia de salida. La velocidad sin carga es ligeramente más baja que esa, donde toda la potencia de salida entra en pérdidas de viento, y fluye una pequeña corriente. A medida que caemos por debajo de la velocidad síncrona, el par aumenta linealmente con la corriente y las pérdidas de I2R adicionales aumentan a medida que el cuadrado.

    
respondido por el Neil_UK
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Aquí hay una representación que muestra con mayor precisión la capacidad de un motor PMDC "típico". La operación continua está limitada a un par en o por debajo de la nueva línea del 100% y por encima de la velocidad del 80%. La operación a velocidad cero (parada) se limitaría a uno o dos segundos.

    
respondido por el Charles Cowie

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