Kan jag använda ett motstånd för att sakta ner en likströmsmotor?

Att använda kugghjul är alltid bäst eftersom det är metoden som ger den högsta procentsatsen till motoreffektfunktionen. Eftersom kraften är vridmoment multiplicerat med hastighet, håller det mesta av motorns effektförmåga ökar vridmomentkapaciteten samtidigt som hastigheten minskar.

Pulsbredd eller pulsamplitudmodulering är näst bäst. Det kan bevara den högsta vridmomentförmågan samtidigt som driftshastigheten och kraftförmågan minskas. Det bästa sättet att bibehålla vridmomentförmågan är att ha en inre styrslinga som reglerar vridmomentet genom att reglera strömmen. En yttre styrslinga reglerar hastigheten och ger aktuell referens. Eftersom en omkopplingsregulator används är det mindre strömförbrukning än vad som skulle slösas bort med en linjär styrteknik eller seriemotstånd.

Ett seriemotstånd kan verkligen användas. Det kan vara ett variabelt motstånd (reostat) eller ett eller flera fasta motstånd. Med ett seriemotstånd är den bortkastade effekten direkt proportionell mot den procentuella hastighetsminskningen. Eftersom det inte finns någon strömkontroll ökar tillförsel av motstånd den hastighetsförändring som är resultatet av eventuell lastförändring. Hastighetsvariationen på grund av lastvariation ökar i proportion till mängden hastighetsminskning. Det finns också hastighetsvariationer som orsakas av motståndsförändring på grund av motståndstemperaturvariation.

Ytterligare överväganden

Om inte bara ”saktar ner” utan även variabel hastighet krävs är det bäst att välj växling för rätt maximal hastighet och använd sedan elektronisk kontroll för att ge variation. Större likströmsmotorer används sällan för drift med fast varvtal, men elektronisk styrning eller seriemotstånd kan krävas bara för att starta en större likströmsmotor för att undvika överdriven startström.

För mycket små likströmsmotorer kan seriemotstånd vara helt adekvat i vissa situationer beroende på olika faktorer som strömkälla, arbetscykel, kostnadsanalys, maximal hastighetsminskning, laststabilitet osv.

Hastigheten för en permanentmagnet DC-motor bestäms främst av spänning. Problemet med att använda en serie motstånd är att dess spänningsfall är proportionellt mot strömmen.

Om motorn drar konstant ström kommer motståndet att släppa en konstant spänning och motorn kommer att gå med en fast (lägre) hastighet. Motorn drar dock mer ström vid start och när belastningen ökar, vilket orsakar högre spänningsfall och minskar hastigheten ännu mer. Om den kör något vars belastning ökar när hastigheten ökar (t.ex. en propeller) kommer hastigheten så småningom att stabiliseras, men om lasten är variabel blir hastighetsregleringen dålig.

Om motståndet ökar för mycket kan motorn stanna under tung belastning eller inte ens starta om den ursprungliga belastningen är för mycket för det. Detta är bra för vissa applikationer eftersom motståndet begränsar vridmomentet och skyddar motorn från att skadas av hög ström, men om du vill behålla relativt konstant hastighet under varierande belastning är det dåligt.

Om du vill för att minska varvtalet utan att kompromissa med varvtalsreglering, använd sedan en spänningsregulator eller PWM-styrenhet för att sänka motorspänningen. Om du också vill ha högre vridmoment, använd en växellåda (som ökar vridmomentet med samma proportion som det minskar axelvarvtalet). De flesta små likströmsmotorer är utformade för att köra vid höga varvtal, så för applikationer som behöver låg varvtal är en växellåda vanligtvis det bästa alternativet.

Kommentarer

• PWM är / var tillvägagångssättet som används av mer sofistikerade modelltågsregulatorer. (Mindre sofistikerade använde en trådlindad reostat).

Du KAN använda ett motstånd, men förstår allt du gör är att tömma motståndet för att släppa spänningen till motorn.

Om du vill gå riktigt långsamt, motståndsmetoden kommer troligen att få motorn att stanna långt innan du når önskat varvtal.

Med PWM säkerställer du att du får pulser med fullt vridmoment, vilket gör att du kan köra motorn till riktigt låga hastigheter .

Kommentarer

• Förutom att slösa bort energi kan motståndet förhindra att heden startar alls, särskilt under belastning, eftersom en motor behöver mycket högre ström när den startar än den gör en gång når ’ hastighet. Så det är ’ ETT riktigt dåligt sätt att sakta ner en motor.

Ja, användning av motstånd var den första metoden för att kontrollera motorhastigheten. Tillbaka i början av elen kördes gatuvagnar av el och hastighetskontrollen gjordes genom att flytta kvicksilver in / ut ur volframrör. Ju mer kvicksilver fyllde rören desto snabbare gick vagnen. Hastigheten på en karusell styrdes också av en hink med saltvatten som fördjupade elektroderna i den. På den tiden hölls elektriska ledningar så raka som de inte kunde tappa höghastighetselektroner genom att sakna kurvorna och lämna ledarna för alltid. 🙂

Detta förutsätter att du precis har fått en liten motor som är vanligt i batteridrivna leksaker eller fläktar , körs med låg spänning, och du vill bara sakta ner det lite. Det förutsätter också att du verkligen vill ha en billig och glad lösning snarare än en kontrollslinga, och är beredda att tolerera viss ineffektivitet.

En eller flera seriedioder kan användas för att tappa spänningen som motorn ser medan den fortfarande drar mer ström under belastning än ett motstånd.

Detta kan vara för mycket för 1,5V-motor (även om det kan vara möjligt med ett noggrant val av dioder med hänsyn till framspänningsfallet vid den ström du kommer att använda) men fungerar bra i 3–12V-intervallet, till exempel för att sakta ner PC-fläktar för att göra dem tystare .

Förenkling till en viss grad, motorhastigheten är proportionell mot den spänning som appliceras på det, medan vridmomentet är proportionell mot strömmen. En serie r esistor begränsar endast spänningen tillförlitligt när strömmen hålls konstant, vilket innebär att motorn går med mer eller mindre konstant belastning. Om så är fallet kan en reostatisk hastighetskontroll vara en lönsam lösning (många leksaksautomater använder exakt det):

Om din belastning kommer att variera avsevärt, så kommer den nuvarande att göra. Eftersom spänningsfallet på motståndet är proportionellt mot strömmen kommer du att observera att motorhastigheten gradvis sjunker när belastningen ökar. Detta beteende är inte skadligt för motorn, men det kanske inte är vad du vill.

Dessa leksaksbilar var också snabbt att uppskattas av barnen. Så jag modifierade spänningsnivåerna till motorerna med 2 dioder i omvänd parallell. Dessa dioder orsakar en nedgång på 0,6 V, vilket är tillräckligt för att fungera med en rimlig hastighet, utan att huvudkretsens driftspänning tappas.

Testad och godkänd av barnen 😉

Kommentarer

• En något nischlösning och en ganska gammal fråga MEN fortfarande användbar :-). +1.