¿Cómo medir el peso máximo que puede mover un motor de CC?

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Estamos trabajando en un proyecto de vehículo eléctrico controlado por computadora que se basa en un chasis ATV.

Mientras buscaba un motor de CC para mover este vehículo (que se estima en 350 kg), encontré un motor eléctrico para silla de ruedas. Es un motor de 500 W 108 rpm 24V DC y tiene su propio diferencial. El vendedor me dijo que puede mover hasta 540 kg. No sé en qué hecho se basa este número.

También tengo un motor de 500 W 1500 rpm 24 V DC. Si disminuyo las rpm e incremento el torque con la misma proporción de motor de silla de ruedas eléctrica a través de reductores, ¿puede moverse hasta 540 kg? ¿O el peso máximo que puede mover un motor depende de otros factores? ¿Cómo puedo medir esto?

Gracias de antemano.

    
pregunta Kerem Zaman

1 respuesta

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"El vendedor me dijo ..." ¡LOL! Si la física era lo suyo, probablemente no sería un vendedor. En cualquier caso, su trabajo es hacer una venta, ya sea que su dispositivo funcione o no.

Lo primero que debe decidir es cuánta potencia necesita tener el motor. A continuación, puede preocuparse por el par y la velocidad más adelante. Esos pueden intercambiarse entre sí, pero no se puede engañar a la física que requiere un cierto poder para ciertas tareas.

Hay dos criterios de usuario final que debe considerar para decidir el poder. Estos son la velocidad a la que desea poder acelerar y la velocidad mínima que desea para poder subir una pendiente decente. Usaré el criterio de la colina como ejemplo.

Digamos que quieres poder subir 20 MPH hasta un 20%. La calificación de 20% significa que subes 1 parte por cada 5 en adelante. Dado que el único trabajo de física que se está realizando está aumentando, el problema se reduce a elevar 350 kg directamente a 4 MPH. 4 MPH es 1.8 m / s, y aquí en la tierra 350 kg pesa 3.43 kN. El poder gastado es por lo tanto:

(1.8 m / s) (3.43 kN) = 6.13 kW

Por supuesto, habrá que superar algunas fricciones, por lo que en este ejemplo querría unos 10 kW. Dado que 500 W ni siquiera están cerca, debe especificar un rendimiento mucho menor o obtener un motor mucho más grande (y la fuente de alimentación para alimentarlo).

Demos la vuelta a esto y veamos qué pueden hacer 500 W.

(500 W) / (3.43 kN) = 146 mm / s

Eso es lo rápido que 500 W pueden levantar toda la unidad hacia arriba. Aplicando eso a un grado del 20%, por ejemplo, puede moverse a 5x eso, o 730 mm / s, o 1.63 MPH. En realidad, habrá fricción y otras pérdidas, por lo que probablemente no más de 500 mm / s = 1.1 MPH.

Agregado sobre el torque

Debes comenzar con el poder como se describe arriba. Una vez que haya decidido cuánta potencia debe apagar el motor, debe enfrentar la compensación de par / velocidad. Puede averiguar qué par / velocidad necesita en las ruedas, pero generalmente será un par demasiado lento y demasiado alto para que un motor eléctrico razonable pueda producir directamente. Como resultado, habrá algunos engranajes entre el eje de la rueda y el eje del motor. Como el engranaje está allí de todos modos, elige un buen motor y luego diseña la relación de engranajes en consecuencia, no al revés.

Para poner esto en perspectiva, echemos un vistazo al par y la velocidad necesaria para subir un 20% a 20 MPH como se describe anteriormente. Digamos que las ruedas tienen un diámetro de 500 mm, con un radio de 250 mm y una circunferencia de 1,57 m. 20 MPH es 8.9 m / s, por lo que la rueda debe girar a 5.7 Hz. No es probable que obtenga un motor adecuado con potencia máxima y eficiencia a 5.7 Hz (342 RPM). Probablemente termines con una relación de transmisión de 5x a 10x, dependiendo del mejor motor disponible que encuentres.

Por ejemplo, supongamos que ha decidido que necesita un motor de 10 kW. Eso podría llegar a 60 Hz (3600 RPM) y 26.5 Nm, 20 Hz y 80 Nm, o una variedad de otras combinaciones que resulten en 10 kW. Los motores adecuados solo estarán disponibles en combinación limitada, y el engranaje probablemente se diseñará a medida de todos modos. Elige el motor, luego deja que dicte la relación de transmisión.

    
respondido por el Olin Lathrop

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