voltaje, corriente, par y velocidad en motores DC

  

He notado que a veces, el motor parece tener poco o nada   par, pero cuando limito la corriente al motor, parece tener un   diferente comportamiento.

En un motor de CC estándar (con cepillo, imán permanente), el par es directamente proporcional a la corriente. Entonces, si encuentra que el motor a veces tiene menos par de torsión, es simplemente porque consume menos corriente.

  

Quiero una respuesta que explique (preferiblemente con fórmulas) qué   Determina voltaje, corriente, par y velocidad, en términos simples.

La otra pregunta tiene una respuesta con fórmulas, pero ¿quizás la explicación no fue lo suficientemente simple para ti?

En los términos más simples: -

Voltaje se establece mediante el suministro. Al girar, el motor genera un voltaje interno llamado back-emf , que es proporcional a las rpm. La diferencia entre la tensión de retroceso y la tensión de alimentación se reduce a través de la resistencia (Rm) interna del motor, lo que resulta en un consumo de corriente según la Ley de Ohm (I = V / R). La corriente produce par de torsión , lo que hace que la armadura gire más rápido, lo que aumenta el retroceso y reduce la corriente hasta que el par producido se equilibra con la carga interna y externa.

Si no hubiera pérdidas internas, un motor descargado giraría lo suficientemente rápido como para producir un retroceso igual a la tensión de alimentación. Sin embargo, se requiere algo de corriente para superar las pérdidas mecánicas internas (fricción del cepillo y del cojinete, resistencia al viento) y las pérdidas magnéticas (corrientes de Foucault, histéresis) que son aproximadamente proporcionales a la velocidad. La corriente sin carga del motor explica todas estas pérdidas internas. La corriente sin carga no contribuye al par de salida, y reduce ligeramente la velocidad sin carga debido a la caída de voltaje en Rm.

Cuando se aplica una carga externa, la corriente aumenta para producir el par de torsión requerido para que coincida, y la velocidad se reduce debido a la mayor caída de tensión en Rm. A medida que aumenta la carga, el motor se ralentiza aún más, llegando finalmente a parada (cero rpm) donde no hay retroceso-emf y toda la tensión de alimentación se transmite a través de Rm, lo que produce una corriente y un par máximos.

A medida que aumenta la carga, el par aumenta linealmente, pero las rpm disminuyen linealmente, por lo que potencia de salida máxima se produce al 50% de rpm y par. La eficiencia del motor es la relación entre la potencia de salida (par de torsión x rpm) y la potencia de entrada (voltios x amperios).

Al trazar todas estas interacciones en una gráfica, obtienes esto:

La respuesta 'simple' es que para cualquier motor dado, tiene un voltaje y una velocidad de operación mayoritariamente fijos (no voy a las unidades de frecuencia variable u otras unidades de servo-bucle complejas). Para una carga normal dada, extrae tantos amperios de corriente para mantener el par (energía física como momento angular).

Las cosas permanecen igual hasta que aumenta la carga en el motor, como poner mucha más ropa en su lavadora de ropa. Intenta mantener la misma velocidad pero debe extraer más corriente para aumentar o mantener el par de torsión que necesita para funcionar. Recuerde que el trabajo es igual a julios, que es igual a 1 vatio durante 1 segundo.

Watts RMS para motores de CA es el voltaje multiplicado por los amperios consumidos. 746 vatios es igual a un caballo de fuerza. (Voy a dejar de lado los detalles del desfase de fase aquí). Si limita la corriente que un motor puede consumir, entonces limita el par máximo que puede aplicar para realizar un trabajo adicional.

Normalmente, todos los motores tienen un fusible o un disyuntor para limitar la corriente a niveles seguros o el motor se quemaría al intentar mover una carga extra pesada.

Esa fue la respuesta corta. Consulte el comentario de @ replete y el enlace anterior para obtener información detallada.