Componentes obligatorios: suministro de 24 V CC, controlador de velocidad PWM sin nombre (empaquetado originalmente con un motor de CC de 24 V y 250 W)
Existente pero reemplazable: motor de 24 V CC, 14 A, 250 W, 2750 RPM.
Necesidad: La mayor torsión que puedo obtener a 24 V y 15-20 A, mientras permanece por debajo o a 300 W. Las RPM no son muy relevantes, ya que puedo prepararme para las RPM siempre que tenga suficiente torque para que las cosas se muevan.
Propósito: Reutilizar un sistema de transmisión de scooter con ruedas de 12" para usar en una bicicleta con ruedas de 20", al mismo tiempo que mejora el rendimiento de arranque y subida. La relación de transmisión original del motor a la rueda de 5,91 se mejorará a 11,73 para reducir la necesidad de torsión y compensar la diferencia en el tamaño de la rueda.
Advertencia: soy horrible con la nomenclatura tanto de electrónica como de motores. Mis esfuerzos de búsqueda están restringidos por esto, y pido disculpas por la falta de términos adecuados.
Preguntas: 1) ¿Se puede modificar el motor existente de 250 W para generar más par con el voltaje y los amperios máximos existentes?
2) Si se necesita un motor nuevo, ¿qué debo buscar cuando estos motores no incluyen el par como especificación? (Incluso Google no ayudará, ya que no sé qué buscar)
3) ¿Qué enfoque de esto funcionaría si mi enfoque esperado no funciona?
El parámetro del motor de CC que le interesa maximizar se denomina "par de arranque", "par de bloqueo" o "par de rotor bloqueado", o similar. Es el par (medido en pies-libras o pulgadas-libras) creado por el motor cuando se evita que el rotor del motor se mueva. (Esto se hace en un banco de pruebas bloqueando mecánicamente el eje del motor y midiendo el par, por ejemplo, con una llave dinamométrica).
Esta condición de "rotor bloqueado" es lo que el motor experimentará momentáneamente cuando arranque desde una condición completamente detenida. Por ejemplo, cuando tu bicicleta eléctrica está parada y pisas el acelerador.
Algunas hojas de datos de motores de CC indicarán directamente el par de rotor bloqueado, otras lo dejan en un cálculo simple que debe realizar. En este caso, debe conocer la "constante de par" del motor, que suele estar presente en la hoja de datos. La constante de torsión es un valor fijo para un motor que le indica cuántos pies-libras de torsión produce el motor por cada amperio de corriente que pasa a través de su devanado de armadura. En otras palabras, libras-pie por amperio.
Entonces, si conoce la constante de par, todo lo que tiene que hacer es medir la corriente que fluye a través del motor en parada (por ejemplo, en el instante en que le aplica energía) y sabrá el par resultante por simple multiplicación (constante de par x amperios) .
Por lo general, utilizará el mismo suministro de voltaje para arrancar el motor que para hacer funcionar el motor. En su caso, esto parece ser de 24 voltios. Por lo tanto, en la mayoría de las aplicaciones, el motor detenido se pondrá en marcha aplicando el voltaje de suministro directamente a través de las terminales del motor. ¿Cuál es el par de arranque en esta condición común? Muy simple, usa la Ley de Ohm para resolver esto. La hoja de datos del motor generalmente enumerará la "resistencia interna" o la "resistencia del devanado" del motor. En un motor como el tuyo, probablemente sea menos de un ohmio. De acuerdo con la Ley de Ohm, divida el voltaje del terminal (24 V) por la resistencia del devanado y obtendrá la corriente de arranque en amperios. Ahora, multiplique esta corriente de arranque calculada por la constante de par y obtendrá el par de arranque, el par que producirá el motor mientras el rotor no se mueve, exactamente lo que sucede en el primer instante en que aplica voltaje al motor antes de que el rotor realmente comience a girar. ¿Ver? Es un cálculo bastante sencillo. Si puede realizar una lectura de amperaje no intrusiva en los cables del motor (por ejemplo, con una pinza amperimétrica de CC), puede verificar la parte eléctrica del cálculo de forma bastante sencilla.
En la práctica, los motores de CC típicos se comportarán de manera cercana al cálculo teórico que describí anteriormente. El problema surge al entregar el voltaje y el amperaje completos al motor atascado. El amperaje será alto para un motor como el tuyo. Indica "15-20 amperios", pero puede ser incluso mayor cuando realiza los cálculos a partir de los valores de la hoja de datos. Esto significa que debe usar un cable de calibre muy grueso para permitir que llegue suficiente voltaje al motor sin una caída de voltaje significativa en los cables de alimentación. Además, debe tener un suministro de voltaje que realmente pueda entregar tanta corriente instantánea.
De modo que, si intenta seleccionar un motor de CC para obtener el par de arranque máximo en la condición de arranque, buscará uno con la constante de par más alta y la resistencia de devanado más baja. Es así de simple.
Un motor de CC tiene una constante de par. Eso significa que le dará cierta cantidad de torque por amperio que le suministre al motor.
Puede intercambiar RPM por torque con una caja de cambios, por lo que el torque aumenta al disminuir las RPM mientras que la potencia para una carga fija permanece constante menos las pérdidas de la caja de cambios.
Puede obtener un motor diferente con una constante de par diferente, pero la conclusión es velocidad angular por par = potencia, y la potencia que tiene disponible depende de su fuente de alimentación y las pérdidas en su controlador.
Si necesita más torque a las mismas RPM, necesita suministrar más potencia. Si el motor no está clasificado para la potencia/corriente adicional, necesita un motor diferente.
Juan U.
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