Qual é a característica de velocidade - potência de um motor CC escovado de 24V?
Como fornecedor de motores DC escovados de 24V, fui perguntado sobre a velocidade - as características de potência desses motores com bastante frequência. Compreender essas características é crucial para quem deseja usar esses motores em suas aplicações, seja para máquinas industriais, componentes automotivos ou eletrônicos de consumo.
Noções básicas de motores CC escovados de 24V
Antes de mergulhar nas características de velocidade - Power, vamos revisar brevemente o que é um motor CC escovado de 24V. Um motor CC escovado é um motor elétrico que usa corrente direta (CC) para produzir rotação mecânica. A parte "escovada" refere -se às escovas de carbono que fazem contato com o comutador, que por sua vez troca a direção da corrente nos enrolamentos de armadura do motor. Essa ação de comutação cria um campo magnético rotativo que interage com o campo magnético estacionário produzido pelos ímãs permanentes ou enrolamentos de campo do motor, resultando na rotação do eixo do motor.
A especificação de 24V indica a tensão nominal na qual o motor foi projetado para operar. A operação do motor nesta tensão garante desempenho e longevidade ideais.
Speed - Relacionamento de poder
A característica de velocidade - potência de um motor CC escovado de 24V descreve como a velocidade e a potência do motor mudam em relação entre si em diferentes condições operacionais.
Velocidade
A velocidade de um motor CC escovado é determinada principalmente pela tensão aplicada e pela carga no eixo do motor. De acordo com a equação básica da velocidade do motor, a velocidade (n) de um motor CC é dada por:
[N = \ frac {e - i_ar_a} {k \ phi}]
Onde V é a tensão aplicada, (i_a) é a corrente da armadura, (r_a) é a resistência da armadura, k é uma constante específica do motor e (\ phi) é o fluxo magnético.
Para um motor CC escovado de 24V, quando a carga no eixo do motor é leve, a corrente da armadura (I_A) é pequena. Como resultado, o termo (i_ar_a) também é pequeno e a velocidade do motor está próxima da sua velocidade de carga não. A velocidade de carga NO é a velocidade máxima que o motor pode atingir quando não há carga mecânica no eixo.
À medida que a carga no motor aumenta, o motor deve gerar mais torque para superar a carga. Isso requer um aumento na corrente da armadura (i_a). AS (i_a) aumenta, o termo (i_ar_a) na equação de velocidade também aumenta, fazendo com que a velocidade do motor diminua.
Poder
A potência (P) de um motor CC é dada pelo produto do torque (t) e pela velocidade angular ((\ omega)):
[P = t \ omega]
Em termos de energia elétrica, a potência de entrada ((p_ {in})) para o motor é (p_ {in} = vi), onde v é a tensão aplicada e I é a corrente total desenhada pelo motor. A eficiência ((\ eta) do motor é a razão da potência de saída para a potência de entrada:
[\ eta = \ frac {p_ {out}} {p_ {in}}]
Em cargas baixas, a velocidade do motor é alta, mas o torque é baixo. Como resultado, a potência é relativamente baixa. À medida que a carga aumenta, o torque aumenta e, embora a velocidade diminua, a saída de energia aumenta inicialmente. No entanto, há um ponto em que aumentar ainda mais a carga faz com que a velocidade diminua tanto que a saída de energia começa a diminuir.
Representação gráfica
Uma curva de velocidade - de velocidade típica para um motor CC escovado de 24V mostra uma relação não linear. Em cargas baixas, a energia aumenta quase linearmente com a carga à medida que o torque aumenta, enquanto a velocidade permanece relativamente alta. À medida que a carga continua aumentando, a curva atinge um pico, o que representa a potência máxima do motor. Além desse ponto, a saída de energia diminui à medida que a velocidade cai significativamente devido ao aumento da carga.
Fatores que afetam a velocidade - características de energia
Vários fatores podem afetar as características de velocidade - potência de um motor CC escovado de 24V:
Resistência à armadura
Uma maior resistência à armadura (R_A) causará uma queda maior na velocidade à medida que a carga aumenta. Isso ocorre porque o termo (i_ar_a) na equação de velocidade será maior para uma determinada corrente de armadura (i_a). Os motores com resistência da armadura inferior são geralmente mais eficientes e podem manter uma velocidade mais constante sob cargas variadas.
Fluxo magnético
O fluxo magnético (\ phi) no motor afeta a velocidade e o torque. Um fluxo magnético mais forte resultará em uma saída de torque mais alta, mas uma velocidade mais baixa para uma determinada tensão. Por outro lado, um fluxo magnético mais fraco permitirá que o motor funcione a uma velocidade mais alta, mas com um torque mais baixo.
Inércia de carga
A inércia da carga conectada ao eixo do motor também pode afetar as características de velocidade - potência. Uma carga de inércia alta requer mais torque para acelerar e desacelerar, o que pode causar uma queda maior na velocidade durante esses períodos transitórios.
Aplicações e considerações
Compreender a velocidade - as características de potência de um motor CC escovado de 24V é essencial para a seleção do motor certo para uma aplicação específica.
Para aplicações que requerem operação de alta velocidade com baixo torque, como ventiladores ou pequenas bombas, um motor com uma velocidade de carga de NO relativamente alta e uma curva de potência de velocidade plana em cargas baixas seria adequada.
Por outro lado, para aplicações que requerem alta torque em baixas velocidades, como correias ou guinchos transportadores, um motor com um torque de partida alto e uma curva de potência de velocidade mais íngreme seria mais apropriada.
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Referências
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., & Umans, SD (2003). Máquinas elétricas. McGraw - Hill.
- Chapman, SJ (2012). Fundamentos de máquinas elétricas. McGraw - Hill.