DC 브러시 모터 제동

그들이 말한 내용 … 더하기 / 그러나 :

DC 모터의 단자에 단락이 적용되면 로터와 연결된 부하가 빠르게 제동됩니다. “빠르게”는 시스템에 따라 다릅니다. 그러나 제동력이 최대 모터 설계 전력보다 다소 높을 수 있으므로 일반적으로 제동력이 중요합니다.

대부분의 경우 결과가 유용하다고 생각되면 견딜 수있는 일입니다.

제동력은 약 I ^ 2R입니다.

• 여기서 I = 모터 초기 단락 제동 전류 (아래 참조) 및

• R = 모터-로터 저항 + 배선 + 브러시 저항 (해당되는 경우) + 외부 저항을 포함하여 형성된 회로의 저항.

단락을 적용하면없이 달성 할 수있는 최대 모터 제동을 얻을 수 있습니다. (일부 시스템에서 수행하는) 외부 역 EMF 적용. 많은 비상 정지 시스템은 로터 단락을 사용하여 “충돌 정지”. 결과 전류는 코어 포화에 의해 제한 될 수 있습니다 (공심 또는 매우 큰 공극이 사용되는 몇 가지 특수한 경우 제외). 모터는 일반적으로 자성 물질을 합리적으로 효율적으로 사용하도록 설계되었으므로 일반적으로 최대 단락이 발생합니다. 코어 포화로 인한 전류는 최대 정격 설계 작동 전류를 크게 초과하지 않습니다. 다른 사람들이 지적했듯이, 전달할 수있는 에너지가 모터 건강에 좋지 않은 상황을 얻을 수 있지만 예비 전기 기관차, 지게차 또는 일반적으로 매우 큰 장비의 모터가 없으면 이러한 상황을 다루지 않을 것입니다. .

아래 방법을 사용하여 “이것을 쉽게”할 수 있습니다. 전류 측정 목적으로 1 옴을 지정했지만 원하는대로 사용할 수 있습니다.

테스트로 1 옴 저항을 사용하여 모터 브레이크로 사용할 때 전압을 관찰하십시오. 전류 = I = V / R 또는 여기서 V / 1이므로 I = V입니다. 전력 손실은 I ^ R 또는 1 옴 피크 전력이며 피크 암페어 제곱 (또는 저항 전압 제곱은 1 옴 저항에 대해 제곱됩니다. 예 : 10A 피크 모터 전류가 일시적으로 100 와트를 1 옴으로 생산할 수 있습니다. 여분의 상점에서 250 와트 정격의 전력 저항은 매우 겸손한 금액으로 사용할 수 있습니다. 세라믹 본체의 10 와트 와이어 권선 저항기조차도 몇 초 동안 정격 전력의 몇 배를 견뎌야합니다. 와이어가 감겨 있지만 인덕턴스는이 애플리케이션과 관련이 없을 정도로 충분히 낮아야합니다.

저항 요소의 또 다른 우수한 소스는 Nichrome 또는 Constantan (= Nickel Copper) 또는 이와 유사한 와이어입니다. 또는 오래된 전기 히터 요소에서 전자. 전기 히터 요소 와이어는 일반적입니다 10A 연속 정격 (히터 바-체리-빨간색으로 빛날 때). 저항을 줄이기 위해 여러 가닥을 병렬로 배치 할 수 있습니다. 이것은 일반적인 방법으로 납땜하기가 어렵습니다. 방법이 있지만 “재생”하기 쉬운 방법은 나사 고정 단자대에서 길이를 고정하는 것입니다.

정확한 등급에 대한 전구 일 가능성이 있습니다. 저온 저항을 측정하고 I = Watts_rated / Vrated로 정격 전류를 설정합니다. 고온 저항은 저온 저항의 몇 배에서 여러 배가 될 것입니다. 전류 단계 (또는 전압 단계에 대한 전류 다이)가 전구에 적용될 때 처음에는 차가운 저항이 나타나고 온도가 올라감에 따라 증가합니다. 사용 가능한 에너지와 전구 등급에 따라 전구가 최대 밝기로 빛나거나 거의 빛나지 않을 수 있습니다. 예를 들어 100W 100VAC 백열 전구는 100W / 110VAC ~ = 1Amp로 평가됩니다. 고온 저항은 약 R = V / I = 110 / 1 = ~ 100 Ohms입니다. 저온 저항은 측정 할 수 있지만 5 ~ 30 Ohm 범위 일 수 있습니다. 전구에 대한 초기 전력이 100W라고하면 빠르게 “밝아집니다”. 처음에 전력 입력이 10W로 표시되면 아마 희미하게 빛나지 않을 것입니다. 전구가 수행하는 작업에 대한 최상의 분석은 2 채널을 사용하는 것입니다. Vbulb 및 I 전구의 데이터 로거 및 V & I의 후속 플로팅 및 VI 제품을 모터 브레이크로 합산합니다. 오실로스코프를주의 깊게 다루면 2 미터 및 큰주의가 충분할 수 있습니다.

일부 소형 풍력 터빈은 풍속이 로터에 비해 너무 빨라질 때 과속 브레이크로 로터 단락을 사용합니다. 모터가 포화 상태가 아닐 때 전력 출력은 약 V x I 또는 사각형으로 상승합니다. 바람 (또는 로터) 속도.기계가 자기 적으로 포화되어 거의 일정한 전류원이되면 전력은 로터 속도 또는 풍속에 따라 거의 선형 적으로 증가합니다. 그러나 풍력 에너지는 로터 속도의 세제곱에 비례하므로 입력 에너지가 사용 가능한 최대 제동 노력을 초과하는 최대 로터 속도가 있음이 분명합니다. 과속 제어를 위해 로터 단락에 의존하려는 경우 실제로 입력 / 출력 크로스 오버 속도보다 훨씬 낮은 로터 단락 제동을 시작하고 싶습니다. 이렇게하지 않으면 갑작스런 돌풍이 로터 속도를 임계 한계 이상으로 밀고 행복하게 도망 갈 수 있음을 의미 할 수 있습니다. 고속 바람의 폭주 풍력 터빈은 소유하지 않고 매우 안전한 곳에 서 있으면 볼 수있는 재미가있을 수 있습니다.이 두 가지가 모두 적용되지 않으면 안전 여유를 많이 사용합니다.

제동 가능성이 높습니다. 프로파일은 다음과 같이 반 경험적으로 결정할 수 있습니다.

1. 이것은 어려운 부분입니다 :-). 로터를 계산하고 저장된 에너지를로드합니다. 이것은이 답변의 범위를 벗어나지 만 표준 텍스트입니다. 책 물건. 요소에는 회전 부품의 질량과 관성 모멘트가 포함됩니다. 결과로 저장된 에너지는 RPM ^ 2 (아마도) 및 기타 요소의 항을 갖게됩니다.

2. 스핀 쇼트 회전자는 다양한 속도로 회전하고 주어진 RPM에서 손실을 결정합니다. 이것은 Dynamometer를 사용하여 수행 할 수 있지만 일부 전류 측정 및 회로 특성으로 충분해야합니다. 회전자는 제동시 가열됩니다. 이는 중요 할 수도 있고 중요하지 않을 수도 있습니다. 제동 전에 로터 권선이 따뜻할 수 있습니다. 이러한 가능성을 포함해야합니다.

3. 속도 / 전력 손실 곡선을 결정하기 위해 상호 작용 프로그램을 작성하는 위의 (쉽게) 기반의 분석 솔루션을 수행합니다. 엑셀 스프레드 시트와 같은 것이 이것을 쉽게 할 것입니다. 결과를 관찰하기 위해 타임 스텝을 변경할 수 있습니다.

최대 안전을 위해 모터를 1ohm (예 🙂 저항에 연결하고 외부 드라이브를 사용하여 회전시킬 수 있습니다. 드릴 프레스, 배터리 핸드 드릴 (원유 속도 제어) 등 부하 저항의 전압이 전류를 제공합니다.

귀하의 모터는 “전기 제동”이라고 불리는 발전기로 작동합니다. 회로는 모터 코일과 여기에 연결하는 모든 요소로 구성됩니다. 전류는 회로 저항에 따라 달라집니다.

코일과 다른 구성 요소가 순차적으로 연결되기 때문에 전류는 회로의 모든 부분에서 동일합니다. 모터를 단락하면 저항은 코일 저항에만 의존합니다. 이것은 정확한 모터 설계와 제동을 시작할 때의 속도에 따라 모터가 가열되어 코일이 타거나 녹을 수있는 다소 높은 전류로 이어질 수 있습니다. 철도 열차를 고려해보십시오. 전기 제동을 위해 막대한 저항을 사용해야하며 그 열이 상당히 높아집니다.

터미널에서 운동 에너지는 모터 부품에서 소멸됩니다.

• 와인딩이 가열됩니다
• 높은 전류가 브러시를 통해 흐르고 아크를 일으 킵니다
• 장기적으로 브러시가 부식되어 전도성 먼지를 생성합니다. 정류자 링
• 정류자 링은 결국 영구적 인 단락 지점이되어 과전류를 유발합니다.
• 결국 전원 스위치, 모터 제어에 과부하가 걸리고 고장납니다 (예 : 트랜지스터)

Btw. 일반적인 전자 회생 차단에는 68 Ohm 저항, 전력 트랜지스터, 전압 분배기 및 제너와 같은 부품이 거의 포함되지 않습니다.

댓글

• " BTW "에 컨텍스트가 없습니다. 조금 확장 할 수 있습니까?
• > 100W 출력 이상의 서보에서 일반적으로 사용되는 회생 저항기입니다. DC 전원에는 3 상 브리지와 재생 회로가 병렬로로드됩니다. 전압이 버스의 공칭 전압 (예 : 55V > 48V)을 초과하거나 CPU가 제동을 결정하면 과전압 센서가 전력 트랜지스터를 열고 저항기를 통해 고전류가 흐릅니다. 어떤 이유에서인지이 영역은 쓸모없는 특허로 가득 차서 자체 설명 회로도를 검색하기가 쉽지 않습니다.

모터가 정지 상태 일 때 전체 모터 전압을 적용하면 어떻게되는지 고려하십시오. 전기자 저항에 전체 전압이 나타나 최대 전력을 소비합니다. 모터 토크가 기계적 부하를 가속함에 따라 모터 속도, 즉 역기전력이 상승하고 전류가 증가하여 전기자의 전력이 감소합니다. 결국 역기전력은 입력 전압과 거의 같고 전기자가 소모하는 전력은 유휴 수준에 도달합니다.

이제 입력 전압을 제거하고 전기자를 단락시키는 것을 고려하십시오. 이제 전체 역기전력이 전기자에 걸쳐 나타나며 시작할 때처럼 거의 소멸됩니다.결국 모터 토크는 기계적 부하를 늦추고 결국 모터가 멈 춥니 다.

따라서 전기자 전력 손실은 시작 또는 중지 할 때 시간에 대해 거의 동일한 곡선을 따릅니다. 따라서 모터가 정지 상태에서 전체 모터 전압을 적용한 상태에서 살아남을 수 있다면 전기자가 최대 속도로 단락 된 상태에서도 살아남을 수 있습니다.

sharptooth가 말했듯이 기차에서 제동 저항을 사용하여 부하 전력을 사용하지만 전체 모터 전압은 정지 상태에서 적용되지 않습니다. 저는 최첨단 열차 설계 전문가가 아니지만 오래된 런던 튜브 열차에서 안정 저항기가 전기자와 직렬로 연결되고 점진적으로 꺼집니다. 기차가 모은 속도로.

일반적인 브러시 모터는 저항과 직렬로 연결된 이상적인 모터로 합리적으로 모델링 될 수 있습니다. 그리고 인덕터. 이상적인 모터는 극성과 전압이 회전 속도의 일정한 배수 인 제로 저항 전압 공급 / 클램프 (전원 소싱 또는 싱킹 가능)로 전기적으로 나타납니다. 토크를 전류의 일정한 배수로 변환하여 토크를 전류로 또는 그 반대로 생성합니다. 제동 동작을 파악하려면 모터의 DC 저항과 동일한 저항을 가진 모델을 사용하십시오. 모터 전류를 빠르게 켜고 끄려는 경우를 제외하고는 인덕턴스를 무시할 수 있습니다 (예 : PWM 드라이브 사용). ).

모터의 리드를 단락 시키면 전류가 저항에 대한 개방 회로 전압 (현재 속도에서)의 비율과 동일하게 흐르게됩니다. 이로 인해 제동 토크가 토크와 거의 동일한 크기가됩니다. 모터가 스톨 된 동안 모터에 외부 적으로 전압이 가해지면 모터 권선에서 그 스톨 시나리오와 동일한 양의 전력이 소모됩니다.