¿Se puede dañar un motor DC con movimiento obstruido?

Estoy tratando de construir persianas, que deben enrollarse hacia arriba o hacia abajo, controladas por un motor de CC. Este motor solo se puede encender o apagar (1/0 para encenderlo/apagarlo). Además, debe tenerse en cuenta que el microcontrolador detrás de esto es un NI-SPEEDY con una placa secundaria que proporciona interruptores de relé (no un rango de -1 a 1).

El primer pensamiento fue que cuando se le da un 1, debe subirlo y luego detenerse. Y cuando se da 0, debe apagarse y dejar que la gravedad lo tire hacia abajo.

El problema es detenerse: no puedo encontrar una manera de detenerlo cuando llega a la cima. Así que pensé que debería dejarlo encendido. Pero como no podrá girar, supongo que podría estar dañado. ¿Qué tan crítico puede ser algo así?

ACTUALIZAR :

Esta es la hoja de datos del motor DC:

Matsushita Electric, Japan
13.2V DC
MYT-5AC8

Similar a este y aquel .

Una batería de 12V está conectada a la placa hija del microcontrolador. El motor recibe 12 V CC, pero no estoy seguro de la corriente que recibe.

Las especificaciones de la batería: 12V 7.5Ah/20hr

Intenté mantenerlo enchufado a la batería durante un minuto, y el calor producido fue insignificante, pero supongo que mantenerlo por más tiempo lo freirá.

ACTUALIZACIÓN 2 :

Después de probar casi todas las soluciones técnicamente posibles proporcionadas, resulta que todos los sensores que pusimos no eran mecánicamente posibles de configurar. O nunca se activaron o no son confiables. Además, el circuito involucrado parecía demasiado complejo (es posible que haya notado que soy un principiante) para dos estados (0/1). Y dado que el controlador es un requisito, no fue posible usar PWM ni ninguna otra técnica para controlarlo a través del software.

En general, esto fue muy útil, aprendí mucho. Ahora esperemos que el motor no esté dañado para cuando se presente al jurado.

Cuando el motor está en estado de calado, su corriente está al máximo, lo que significa que su disipación de calor también está al máximo. La magnitud del daño que puede crear dependerá de la corriente que pasa por el motor y de la cantidad de calor que el motor puede soportar de manera segura.
@AndrejaKo Gracias. El problema es que los mediría, pero no tengo dispositivos de medición a mano... Supongo que puedo agregar una resistencia en paralelo para consumir menos corriente en el motor, solo para estar seguro.
Agregar algunas hojas de datos será excelente y ayudará a las personas a responder esto.

Respuestas (3)

Sí, dejarlo funcionando detendrá el motor y, por lo tanto, consumirá mucha corriente y eventualmente se sobrecalentará. Algunas soluciones posibles, ordenadas aproximadamente por costo creciente:

  • Calcule cuánto tiempo lleva enrollarlos y programe el controlador para hacer funcionar el motor durante un tiempo determinado (estimación muerta).
  • Mida la corriente que consume el motor y deténgase inmediatamente cuando la corriente supere un cierto umbral que indica un bloqueo. Si se detiene lo suficientemente rápido, el motor no tendrá la oportunidad de calentarse demasiado.
  • Agregue un interruptor de límite al final del rango de movimiento. Dado que está subiendo las persianas, no estoy seguro de si podría colocar el interruptor para hacerlo.
  • Monte un sensor de distancia de algún tipo (probablemente IR) justo debajo de la parte superior de la persiana para que quede expuesto una vez que la persiana esté completamente enrollada. Esto funcionará efectivamente como la idea del interruptor de límite.
  • Control de velocidad de bucle cerrado del motor con un codificador de eje.
Muchas gracias por su respuesta. La primera opción no se puede aplicar, ya que una vez que se apague, las sombras bajarán. Y si hago que su peso sea demasiado ligero, no podré dejar que "bajen" de nuevo. En cuanto al segundo, ¿hay algún elemento que abra el circuito por alta corriente? Estoy pensando en un solenoide que lo abra mecánicamente a cierta corriente, ¿es eso factible? Además, ¿puedes elaborar un poco sobre la última opción?
La mayoría de las ventanas laterales de los automóviles eléctricos modernos usan el n. ° 2: tienen un sensor de corriente y un algoritmo I2R básico, luego cortan la energía al motor de la ventana usando un relé. Tenga en cuenta que para motores más pequeños, el uso de un interruptor reajustable de fusible múltiple (en combinación con un temporizador conservador) puede ser una forma fácil y económica de hacerlo (siempre que pueda esperar unos segundos a que el interruptor múltiple se enfríe antes de invertir el motor).
@ jadkik94, no desea confiar en el motor para sostener la carga. Considere agregar un contra resorte o contrapeso. El motor solo debe hacer el trabajo de cambiar la posición, no mantenerla, de lo contrario, casi definitivamente terminará sobrecalentando el motor.

Como se indicó, el motor atascado probablemente se dañaría por la corriente que fluye hacia él. Veamos su problema específico. Hay dos opciones:

  • Control de bucle abierto
  • Control de bucle cerrado

Para cerrar el ciclo necesitarás algún dispositivo que te indique dónde está la persiana, como un interruptor, un sensor IR, un codificador o lo que quieras, como ya dijimos. Si el ciclo abierto es suficiente, y en mi opinión lo es, solo necesita una especie de temporizador. Entonces, ¿qué estoy agregando aquí?

Hablar de la forma de detectar la posición de la cortina no va a resolver su principal problema. ¿Cómo mantenerlo en posición alta? Usted dice que tendrá el peso suficiente para caerse, y eso no es una mala idea, sin embargo, no puede dejar el motor encendido o probablemente se dañará y, por supuesto, consumirá mucha energía. Usted dice que tiene una placa de relés, por lo que el control pwm no es una opción. Aquí está mi idea: si cortocircuitas las dos terminales del motor, actúa como un freno porque la corriente inducida en las bobinas cuando gira produce un campo magnético que va en contra del giro (¡gracias Lenz!). El par es probablemente suficiente para mantener la persiana en posición, especialmente si hay una reducción de velocidad entre el motor y la persiana, y estoy bastante seguro de que la hay.

En resumen, necesitará usar dos relés por cada motor. Llamemos a los dos relés que está utilizando UP y HANG. Un cable del motor va a tierra, el otro va al cable NO de UP y HANG. El terminal COM de HANG va a tierra, mientras que el terminal COM de UP va a la fuente de alimentación del motor. ¡Ahora al microcontrolador! Un pseudocódigo para ti:

start:
wait for button press
button is pressed, turn off HANG, wait ~100ms, turn on UP
wait until shade is fully opened
turn off UP, wait ~100ms, turn on HANG
wait for button press
button is pressed, turn off HANG
wait until shade is fully closed
turn on HANG
goto start

Tenga en cuenta que el retraso de 100 ms es puramente indicativo. El problema es que si HANG y UP están activados juntos, se está cortocircuitando la fuente de alimentación del motor a tierra, lo que probablemente no sea una buena idea. Por último, cuando el código espera a que la sombra alcance una posición, puede sondear su sensor o esperar un tiempo.

Antes de hacer cualquier otra cosa, pruebe si el motor puede sostener la pantalla con sus terminales en cortocircuito, si es el caso, esta solución debería funcionar sin problemas.

El problema con su idea es que un motor en cortocircuito solo actúa como un freno dinámico; es decir, solo desarrolla un par de frenado si la armadura se está moviendo realmente. No hay acción de frenado si no se está moviendo. Entonces, el efecto neto de hacer un cortocircuito en el motor es que la persiana simplemente descenderá más lentamente de lo que lo haría con el motor apagado (y en circuito abierto).
Me parece una buena opción, lo probaré ahora. Pero no entiendo cómo lo mantendría en su lugar. ¿En qué se diferencia un cortocircuito del circuito abierto de un motor?
@DaveTweed, probablemente tengas razón, pero creo que si hay una reducción de velocidad, esto puede ser suficiente. Tengo que pensarlo.

Su controlador de motor tiene solo dos estados: conducción y rueda libre, pero necesita tres estados para la persiana: subir, sostener y bajar. Sus opciones son proporcionar un método de frenado para sostener la persiana, o hacer que el motor sea bidireccional y equilibrar la persiana y el motor para que mantenga su posición con la energía apagada.

Si tiene que usar este controlador, el frenado podría lograrse mediante un embrague mecánico o un trinquete y un trinquete que se enganchen con un resorte y se desenganchen eléctricamente para que se mantengan sin aplicar energía.

Si no está limitado a este controlador y puede pagar la potencia y el motor puede tolerarla, una tercera posibilidad es reducir la potencia del motor solo lo suficiente para equilibrar el peso de la persiana y mantenerla en posición. Si se trata de una persiana enrollable y necesita poder sostenerla a la mitad, es posible que necesite diferentes corrientes para sostenerla dependiendo de la cantidad que se desenrolle.