Corriente límite para un motor de CC

Lo importante es no sobrecalentar el motor o cualquiera de sus partes (devanados, cepillos, cojinetes, etc.)

El calor en el motor proviene de la resistencia al cuadrado de la corriente.

Si el motor está clasificado para un máximo de 1,95 amperios, tiene tres opciones para evitar el sobrecalentamiento:

1. Asegúrese de que la carga nunca sea tan alta que el motor se pare o sobrecargas.
2. Asegúrese de que el voltaje sea tan bajo que la corriente a través de los devanados nunca será superior a la nominal.
3. Use un controlador de corriente para accionar el motor que puede limitar la corriente en el máximo dado. (Por lo general, la corriente promedio está limitada a través de PWM).

La razón por la que su "fuente de alimentación 2A" no hizo la limitación es que no se construyó con la "limitación de corriente continua" como característica. Existen fuentes de alimentación que tienen esta función, pero generalmente son más caras, ya que generalmente es más difícil crear esa función que una fuente de alimentación ilimitada (que puede destruirse sobrecargando) o una fuente de alimentación de limitación intermitente (que se apaga por completo) en sobrecarga o sobrecalentamiento.)

La clasificación de amplificador para una fuente de alimentación generalmente es la cantidad de amperios que puede entregar de manera segura, NO un límite o número exacto, como la clasificación de voltaje. La razón es que no se "insertan" amperios en una carga; la carga "dibuja" amperios según el voltaje que usted suministra y su construcción interna (resistencia, impedancia).

Mi recomendación para usted es obtener una fuente de alimentación de 12V / 2A y ver cuánta corriente se consume si detiene el motor. Si < 2A, genial! Si > 2A, reduzca el voltaje aún más, hasta que la corriente consumida cuando se bloquee sea aceptable.

Si eso no es lo suficientemente bueno, entonces obtenga una fuente de alimentación que le permita establecer un límite de corriente, donde la respuesta de esa fuente de energía es reducir el voltaje hasta que la corriente esté por debajo de ese límite. Puede comprarlos como "componentes" en lugares como Jameco o Digi-Key, o puede comprar una fuente de alimentación barata de 18V / 3A benctop de Amazon (que también vendrá con lecturas digitales útiles).

Los motores son bastante robustos y no debe preocuparse por la diferencia entre, por ejemplo, 1.98 y 2A. Sin embargo, la sobrecorriente puede acortar la vida útil de un motor de dos maneras distintas:

1) A largo plazo, el motor puede sobrecalentarse. No es inusual que un motor con calificación de 2A continua tenga una clasificación de corriente a corto plazo más alta, tal vez 4A intermitente, para máx. 10 minutos en cualquier media hora. La clave es mantener baja la temperatura del motor, ya sea limitando la corriente a 2A, o permitiendo que se enfríe, o mejorando el enfriamiento, por ejemplo. con un ventilador.

2) Los motores de CC generalmente tienen escobillas, ya sea bloques de carbono o contactos metálicos que rozan contra el conmutador. Los últimos son especialmente propensos a desgastarse por fusión, ya sea por chispas o simplemente por una corriente demasiado alta. Los cepillos de carbono son más resistentes, pero también pueden desgastarse y sobrecalentarse. En algunos motores, son fácilmente reemplazables, ¡lo cual es una forma de aumentar la vida útil de un motor de disco duro!

En su caso, si desea un funcionamiento continuo de 6 horas, debe considerar el sorteo actual a largo plazo.

Y eso significa realmente, limitar el par en el motor.

Limitar la corriente solo detendría el motor cuando se excede el par, lo que en realidad puede sobrecalentar el motor más rápido si tiene un ventilador de refrigeración interno.

Es mejor hacer funcionar el motor más rápido y reducirlo hasta que pueda suministrar el par de torsión que necesita sin una corriente excesiva.

Lo que debe hacer es determinar exactamente la cantidad de par de torsión que necesita para acelerar su disco a la velocidad a la que desea que gire y luego dimensionar su motor de manera adecuada. Este es un problema de física bastante simple y todo lo que necesita saber es el momento de inercia de su carga y qué tan rápido desea acelerarla. Para un objeto bastante simple como un disco grande, necesitará más par para acelerarlo que para mantenerlo en movimiento.

La fórmula para el torque es \ $ \ tau = I * \ alpha \ $, donde \ $ \ tau \ $ es torque, \ $ I \ $ es el momento de inercia, y \ $ \ alpha \ $ es la aceleración angular . El momento de inercia para un disco es el mismo que para un cilindro, \ $ I = \ frac {1} {2} m * r ^ 2 \ $, donde \ $ m \ $ es la masa de su disco y \ $ r \ $ es el radio.

Por lo tanto, cuando encienda el motor, consumirá tanta corriente como sea posible para acelerar este disco. Si encuentra algún método para limitar la corriente a 2 amperios (que, para un motor dado, es equivalente a limitar el par a un cierto valor), eso es equivalente a limitar la aceleración de su carga (\ $ \ alpha = \ frac {\ tau} {I} \ $). Su otra opción sería limitar la rapidez con la que acelera la carga, lo que limitaría la cantidad de par que necesita. Esto podría ser tan simple como aplicar lentamente más voltaje durante un período de tiempo en lugar de golpear el motor con 18 V instantáneamente. Ya que parece que planeas controlar la velocidad de todos modos, esto podría ser algo que quieras probar.

Y todo esto supone, por supuesto, que su motor tiene el tamaño correcto. Le recomiendo que ejecute los cálculos para determinar su momento de inercia y luego use su requisito de aceleración para determinar el par de torsión que necesitará. Es muy posible que el motor que tiene no funcione en absoluto para esto (es decir, incluso cuando la carga está a la velocidad necesaria, requiere más par para mantenerlo en movimiento de lo que su motor puede darle de manera segura durante 6 horas seguidas). ).

También, aquí hay una nota sobre las calificaciones del motor. La mayoría de los fabricantes de motores califican sus motores en función de cómo cambia su temperatura interna con respecto a la temperatura ambiente y qué tipo de aislamiento utiliza. Por lo tanto, para un tipo dado de aislamiento, el fabricante del motor cargará el motor de manera que los devanados del motor aumenten (por ejemplo) 85 \ $ ^ {\ circ} \ $ C sobre la temperatura del aire ambiente durante un largo período de tiempo. El par, la corriente, la velocidad, etc. en la placa de identificación de los datos de esa prueba. Entonces, si un motor dice que tiene una capacidad nominal de 2 amperios, eso significa que si lo hace funcionar a 2 amperios durante largos períodos de tiempo (como usted lo hace a las 6 horas), debe esperar que los devanados del motor se calienten tanto como el aislamiento está clasificado para También significa que posiblemente podría sobrecargar el motor durante un corto período de tiempo siempre y cuando los devanados del motor no se calienten más que esa temperatura. El problema para usted es que no sabe qué tipo de aislamiento tiene su motor y es probable que no tenga el equipo de prueba para determinar adecuadamente cuánto podría sobrecargar el motor. Básicamente, todo lo que digo es que dibujar 4.5 amperios durante un corto período de tiempo (por ejemplo, 1 minuto) no necesariamente quemará su motor, pero dada la información técnica que puede obtener de Radio Shack, probablemente no lo haga. Podrás determinar esto por ti mismo.