¿Cuándo / cómo detiene el rotor la aceleración en un motor?

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Supongo que me confundo porque las cosas no funcionan como lo harían en un circuito RL. En ese caso, la fem al principio 'salta' para coincidir con el voltaje de la fuente y decae con el tiempo hasta llegar a cero con el tiempo.

Cuando tenemos un motor aunque es lo contrario. ¿Porqué es eso? Mi conjetura es que la inducción de la fem no está 'directamente' relacionada con la corriente. Es causado por el cambio en ΔΦ que esta vez es causado por el movimiento del rotor y no es creado por la corriente. La corriente es definitivamente lo que causa el movimiento (fuerza de Lorentz) pero espero que entiendas lo que estoy tratando de decir. ¿Estoy correcto en mi pensamiento? El motor acelera y aumenta ΔΦ / Δt (no estoy seguro, pero tiene que hacerlo para que la fem también aumente) y, en algún momento, este último se vuelve estable.

¿Significa esto que la fem todavía está allí oponiéndose al voltaje de la fuente pero ahora son iguales? Leí en alguna parte que la aceleración se detiene cuando el par es el mismo que el par de carga. No he entendido exactamente cuál es la carga en el caso del motor. También descubrí que si lo aumentas, el rotor se ralentiza aún más ... pero ¿cómo? ¿Cuál es el par de carga? Realmente lo agradecería si también pudiera aclarar esta parte. Gracias.

    
pregunta John Katsantas

2 respuestas

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Al igual que es más sencillo aprender primero sobre un inductor sin pérdida, así que comencemos con un motor más o menos sin pérdida. Tomaremos en cuenta las pérdidas cuando sea necesario, pero no son esenciales para la comprensión básica.

Un motor también es un generador. Gíralo, y genera voltios sobre la armadura. No importa si está girando porque es un motor, o girando porque lo estás conduciendo como un generador, speed = armature_volts / k.

Pasa una corriente a través de él y genera un par. Torque = armature_current.k

Puedes pensar en un motor como un transformador mecánico. Potencia en = potencia fuera. Volts x amps in = velocidad x torque out. Al igualar el poder, ese molesto k se ha cancelado. Si cambia el valor de k, la constante de par, entonces el motor se acelera y entrega menos par, o viceversa, pero el balance de potencia es el mismo. Si ejecuta la misma máquina que un generador, entonces acelere x par de torsión = voltios x amperios de salida.

¿Qué sucede si aplica una fuente de voltaje a un motor en reposo?

Ocurren dos cosas, a diferentes velocidades, la primera tan rápidamente que quizás no te fijes, la segunda más lentamente.

Una armadura de motor tiene inductancia, Larm y resistencia Rarm. En el momento del encendido, aplicamos V a la armadura. La corriente comienza a aumentar. Inicialmente aumenta a una velocidad tal que Larm x dI / dt genera una EMF inversa igual a la tensión del terminal. La corriente que fluye a través de Rarm genera una tensión IRarm que se opone a V, por lo que hay menos voltaje a través de la inductancia para impulsar un aumento de la corriente, por lo que la tasa de aumento de la corriente disminuye. Finalmente, la corriente ha aumentado para establecerse en V / Rarm, con una constante de tiempo de Larm / Rarm, generalmente en cuestión de mS.

Con un motor 'bueno' con un Rarm bajo, esta corriente será típicamente muy grande. Se le conoce como la corriente de 'arranque', por razones obvias. Los motores pequeños están clasificados para arrancar de forma segura. Los motores grandes no pueden arrancarse así, y necesitan algún tipo de controlador de arranque suave.

Hasta ahora, el motor todavía no se ha movido, la inercia mecánica significa que aún no está girando, o apenas ha arrancado. Pero ahora hay una gran corriente de armadura que fluye, lo que genera un par, y el motor acelera.

Una vez que gira, a cualquier velocidad, genera un EMF de retorno proporcional a su velocidad. Esta parte posterior de EMF reduce la tensión efectiva del terminal disponible para conducir la corriente a través de Rarm. Por lo tanto, la corriente de armadura cae (con una constante de tiempo de Larm / Rarm), y por lo tanto genera menos par.

Finalmente, el motor alcanza un equilibrio, donde está a una velocidad en la que el EMF de retorno generado equilibra la mayor parte del voltaje de entrada, y la pequeña diferencia en el voltaje que impulsa una corriente de inducido a través de Rarm, que genera suficiente par en el motor para coincidir con el par de carga, más los pares de pérdida como la fricción y la resistencia del aire.

    
respondido por el Neil_UK
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Hay dos partes que entran en equilibrio en un motor: hay un equilibrio eléctrico y un equilibrio mecánico.

Eléctricamente, la tensión conectada al motor es igual al contador emf y las pérdidas debido a la resistencia de la armadura en un motor de CC (o la caída de tensión debido a la impedancia de CA en un motor de CA). Ignoremos un poco las pérdidas en el rotor, si las hay. Puede pensar en un motor como un 'transformador', ya que refleja en su 'primario' una caída de voltaje que es proporcional al par mecánico que está entregando en su 'secundario'.

Mecánicamente, la fuerza de rotación proporcionada por el motor debe superar la carga mecánica y las pérdidas (fricción, etc.). Como en el movimiento lineal tenemos la masa, para el movimiento de rotación tenemos el momento que es el producto de la masa por la velocidad de rotación. Como una masa tiende a mantener su estado de movimiento lineal, una carga intenta mantener su estado de rotación. Cuando el motor intenta girar (más rápido o más lento, es decir, para cambiar la velocidad de rotación), la masa de la carga (y la del propio motor) está "contra" este cambio y el equilibrio se encuentra cuando el par proporcionado por el motor cumple con la carga de cualquier cosa conectada a él (ventilador, elevación, poleas, etc.) y cualquier pérdida como la fricción. Normalmente la carga mecánica crece proporcionalmente a la velocidad. Cuanto más rápido desee que gire una carga, más fuerza tendrá que dar el motor para lograr una velocidad de rotación más rápida.

    
respondido por el Claudio Avi Chami

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