carga variable del motor eléctrico

Un motor se puede modelar como una resistencia, un inductor y una fuente de voltaje en serie. Su fuente de alimentación es probablemente una fuente de voltaje (probablemente variable):

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La corriente a través de \ $ L_m \ $ es lo que hace funcionar al motor. El campo magnético en esta inductancia es lo que crea el par en el motor. Más corriente = campo más fuerte = más par.

\ $ V_m \ $ es el voltaje creado por el rotor que se mueve a través del campo magnético del estator, por Ley de inducción de Faraday . Cuanto más rápido esté girando el motor, mayor será \ $ V_m \ $.

\ $ R_m \ $ es la resistencia de los devanados. Por lo general, es pequeño, y deseablemente, ya que representa una pérdida que no hace más que generar calor.

Digamos que el vehículo ya se está moviendo rápido. Dado que la corriente en el motor es constante, el voltaje en \ $ L_m \ $ es \ $ 0V \ $. Podemos considerar que es un corto. Así, por ley de voltaje de Kirchoff :

$$ V_ {bat} - V_ {Rm} - V_m = 0 $$

\ $ V_ {Rm} \ $ será pequeño, porque no hay mucha corriente, porque no hay mucho torque (solo lo suficiente para superar la fricción). Entonces, \ $ V_m \ $ debe estar muy cerca de \ $ V_ {bat} \ $, lo que tiene sentido, si el vehículo ya se está moviendo rápido, y \ $ V_ {bat} \ $ es proporcional a la velocidad. Es por esto que no se extrae mucha corriente de la batería cuando el vehículo está a una velocidad constante.

Pero, ¿qué pasa si el vehículo no se está moviendo, pero aplicamos el mismo voltaje al motor?

En este caso, \ $ V_m \ $ es cero, porque el motor no está girando. Inicialmente, la corriente será \ $ 0A \ $, pero pronto aumentará a un valor máximo limitado solo por \ $ R_m \ $. En este punto, la corriente (y el par) están en el máximo. Y digamos que el rotor no puede girar; está encerrado en su lugar. Esta es la corriente de bloqueo del motor, cuando la tensión de alimentación completa cae en \ $ R_m \ $, la corriente no cambia (\ $ V_ {Lm} = 0V \ $) y el rotor no gira (\ $ V_m = 0V \ $). Esencialmente, la batería está cortocircuitada por una pequeña resistencia, \ $ R_m \ $.

Si el rotor no está bloqueado, ese enorme par de la enorme corriente hará que el motor se acelere. (El torque es una fuerza giratoria, y la fuerza es el producto de la masa y la aceleración: \ $ F = ma \ $, pero también \ $ a = F / m \ $. Si el torque no equilibra exactamente la fricción, habrá una fuerza, y debe haber aceleración). \ $ V_m \ $ será mayor, reduciendo así el voltaje visto por \ $ L_m \ $ y \ $ R_m \ $, disminuyendo así la corriente, hasta que el vehículo haya acelerado tanto que el par de torsión es suficiente para equilibrar la fricción (hay no hay fuerza neta), y la aceleración se detiene.

Aquí hay una consecuencia interesante: si \ $ R_m = 0 \ Omega \ $, y también \ $ V_ {bat} \ $ es una fuente de voltaje ideal, y también los cables son ideales, entonces la regulación de velocidad del motor es Perfecto. Es decir, si le pones un freno, el par del motor (y la corriente extraída de \ $ V_ {bat} \ $) aumentará exactamente lo suficiente para mantener la misma velocidad. O, si aumenta \ $ V_ {bat} \ $, esto resultará en un par infinito, lo que acelerará su vehículo instantáneamente a la nueva velocidad a la que \ $ V_m = V_ {bat} \ $. Esto se debe a que sin resistencia a limitar de otro modo la corriente, cualquier diferencia entre \ $ V_m \ $ y \ $ V_ {bat} \ $ resulta en una corriente infinita (al menos eventualmente; \ $ \ frac {di} {dt} \ $ está todavía limitado por \ $ L_m \ $).

Un vehículo que se mueve a una velocidad constante necesita una cierta cantidad de potencia para superar pérdidas como la fricción. En un vehículo eléctrico esto provendría de la batería en forma de corriente y voltaje.

Cuando desea acelerar el vehículo, necesita más potencia para que se mueva a mayor velocidad y, por lo tanto, el consumo de corriente (coulombs por segundo) aumenta a medida que se fija el voltaje.

Cuando alcanzas la velocidad más alta tienes que mantenerla. Esto utiliza menos potencia que la aceleración, pero más que el menor consumo de velocidad.

Todo depende de la tercera ley del Sr. Newton - Fuerza = masa x aceleración

Lo que falta es que haya un controlador de energía entre la batería y el motor. Este controlador de potencia decide la cantidad de corriente que debe fluir a través del motor. La batería no está conectada directamente al motor. Eso podría saturar el motor o conducirlo a una potencia máxima.

Para mantener las cosas eficientes, el controlador de potencia en realidad aplica muchos impulsos cortos de potencia completa al motor. Estos son lo suficientemente rápidos como para que el motor solo sienta el promedio. En efecto, el controlador de potencia es un interruptor que está lleno (batería conectada directamente al motor) o completamente apagado. De esta manera no disipa el poder por sí mismo. Al variar la fracción de tiempo que el motor está encendido, varía el nivel de potencia efectiva.

Dos palabras para ti compañero- CONTROLADOR DE MOTOR

Intentaré ser lo más crudo posible.

A través del controlador del motor conectado entre la batería y el motor, conecta un pedal del acelerador. Ahora el acelerador no es más que un potenciómetro. Si recuerda un potenciómetro varía la resistencia ofrecida y por lo tanto los cambios actuales. Entonces, si presiona el pedal del acelerador, aumenta el flujo de corriente y, por lo tanto, la potencia suministrada al motor y, por lo tanto, la velocidad. Por lo tanto, la tasa de descarga de la batería depende de la fuerza con la que presione el pedal.