Apa yang dimaksud dengan arus kios dan arus bebas motor?


31

Apa kios dan arus bebas dari motor listrik? Sebagai contoh, motor Vex ini mencantumkan kios dan arus bebasnya di bagian bawah halaman.

Saya pikir saya mengerti ide umum, tetapi deskripsi rinci akan sangat membantu.

Jawaban:


35

Jawaban singkat

  • Stall current adalah arus maksimum yang ditarik 1 , ketika motor menerapkan torsi maksimumnya, baik karena sedang dicegah untuk tidak bergerak seluruhnya atau karena tidak dapat lagi berakselerasi mengingat beban yang ada di bawahnya.

  • Arus bebas adalah arus yang ditarik ketika motor berputar bebas pada kecepatan maksimum, tanpa beban 2 selain gaya gesek dan gaya ggl-belakang pada motor itu sendiri.

1: Dalam kondisi normal, yaitu motor tidak diminta pergi dari kecepatan maks dalam satu arah ke kecepatan maksimal di yang lain .
2: Ini mengasumsikan motor tidak digerakkan oleh kekuatan eksternal .

Jawaban panjang

Kios saat ini

Dari halaman Wikipedia di Stall Torque :

Stall torque adalah torsi yang dihasilkan oleh suatu perangkat ketika kecepatan rotasi output adalah nol. Ini juga dapat berarti beban torsi yang menyebabkan kecepatan rotasi output perangkat menjadi nol - yaitu menyebabkan kemacetan . Kemacetan adalah kondisi ketika motor berhenti berputar. Kondisi ini terjadi ketika torsi beban lebih besar dari torsi poros motor yaitu memecah kondisi torsi. Dalam kondisi ini motor menarik arus maksimum tetapi motor tidak berputar. Arus ini disebut sebagai arus stalling.

...

Motor listrik

Motor listrik terus memberikan torsi ketika macet. Namun, motor listrik yang dibiarkan dalam kondisi macet rentan terhadap panas berlebih dan kemungkinan kerusakan karena arus yang mengalir maksimum dalam kondisi ini.

Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor listrik dalam jangka panjang ketika terhenti tanpa menyebabkan kerusakan disebut torsi kontinu maksimum kontinu .

Demikian dari spesifikasi motor ini

Stall Torque:  8.6 in-lbs
Stall Current: 2.6 A

kita dapat melihat bahwa jika motor diharuskan untuk menerapkan lebih dari 8,6 lb torsi motor akan berhenti bergerak (atau berakselerasi jika bekerja melawan gesekan) dan akan menarik arus maksimum 2.6A saat ini.

Meskipun tidak mengatakan motor apa itu, saya akan berharap itu menjadi motor listrik DC Brushed mengingat itu dua antarmuka kawat.

Ketika motor DC yang dibongkar berputar, ia menghasilkan gaya gerak-balik yang mengalir mundur yang menahan arus yang diterapkan pada motor. Arus melalui motor turun ketika kecepatan rotasi meningkat, dan motor yang berputar bebas memiliki arus yang sangat sedikit. Hanya ketika beban diterapkan ke motor yang memperlambat rotor, maka arus yang mengalir melalui motor meningkat.

Dari halaman wikipedia counter gaya gerak listrik :

Dalam kontrol motor dan robotika , istilah "Back-EMF" sering merujuk pada penggunaan tegangan yang dihasilkan oleh motor yang berputar untuk menyimpulkan kecepatan putaran motor.

Namun perhatikan, seperti yang dijelaskan DrFriedParts , ini hanya sebagian dari cerita. The maksimum kontinyu torsi warung mungkin jauh lebih rendah dari torsi maksimum dan dengan demikian saat ini. Misalnya jika Anda beralih dari torsi penuh di satu arah ke torsi penuh di yang lain. Dalam hal ini, arus yang ditarik bisa menjadi dua kali lipat arus gerai kontinu . Lakukan ini cukup sering, melebihi siklus tugas motor dan Anda dapat membakar motor Anda.

Arus Gratis

Sekali lagi, perhatikan spesifikasinya:

Free Speed:     100 rpm
Free Current:   0.18 A

Jadi ketika berjalan dengan bebas, tanpa beban, ia akan dengan cepat berakselerasi hingga 100 rpm, di mana ia akan menarik hanya 180 mA untuk mempertahankan kecepatan yang diberikan gesekan dan back-emf.

Namun lagi, seperti yang dijelaskan DrFriedParts , ini juga hanya sebagian dari cerita. Jika motor digerakkan oleh gaya eksternal (efektif beban -ve), dan motor diubah menjadi generator, arus yang ditarik dapat dibatalkan oleh arus yang dihasilkan oleh gaya eksternal.


Saya berharap saya dapat memilih dua jawaban karena Ian memberikan jawaban singkat dengan tepat informasi yang dibutuhkan, sementara jawaban Anda memberikan informasi tambahan dan menguraikan contoh untuk motor yang disebutkan dalam pertanyaan. Pada akhirnya saya hanya memilih Ian karena itu yang akan dilihat oleh sebagian besar pemirsa di masa depan ketika datang ke pertanyaan ini. +1 pasti.
golmschenk

Oke, pembaruan sekarang menjadikan ini jawaban yang lebih lengkap dan berguna.
golmschenk

16

Stall saat ini adalah berapa banyak motor akan menarik ketika macet, yaitu macet . Arus bebas adalah berapa banyak arus yang ditarik ketika motor tidak memiliki beban, yaitu bebas untuk berputar . Seperti yang Anda harapkan, semakin banyak tekanan pada motor, semakin banyak arus yang mengalir untuk bergerak; arus kios dan arus bebas adalah maksimum dan minimum, masing-masing.

Dari awal berdiri, motor akan menarik suatu tempat dekat dengan arus kios pada awalnya dan kemudian turun ke arus yang diperlukan untuk mempertahankan kecepatan apa pun itu beroperasi.


Jadi di sinilah saya membutuhkan sedikit klarifikasi terbesar. Anda mengatakan bahwa arus kios dan arus bebas adalah minimum dan maksimum. Jadi arus bebas adalah arus minimum yang akan ditarik motor saat berjalan?
golmschenk

2
@ golmschenk: Arus bebas adalah arus minimum yang akan ditarik motor.
Manishearth

2
Ya ... secara teknis dimungkinkan bahwa motor akan menarik lebih sedikit jika Anda sedang menuruni bukit atau sesuatu, tapi @Manishearth berhasil.
Ian

Maaf, tetapi begitu Mark memperbarui jawabannya, itu sekarang adalah jawaban yang lebih lengkap dan berguna untuk pemirsa pertanyaan di masa depan. Jadi saya telah mengganti jawaban yang diterima.
golmschenk

Jangan khawatir. Saya lebih fokus pada motor dengan sendirinya, dan saya senang melihat jawaban yang mengambil pendekatan yang lebih sistem-sentris untuk pertanyaan itu.
Ian

14

@Ian dan @ Markus menawarkan jawaban mengagumkan (dan benar). Saya akan menambahkan satu poin ekstra untuk kelengkapan ...

Tampaknya ada tren di antara desainer yang kurang berpengalaman untuk mengasumsikan bahwa arus hambat dan arus bebas sama dengan arus maksimum dan minimum yang mungkin dihadapi motor.

Mereka tidak melakukannya.

Mereka adalah nilai nominal efektif . Anda dapat melampaui batas ini dalam keadaan yang relatif umum jika Anda tidak hati-hati.

Melebihi minimum

Seperti yang dicatat oleh @Ian dan @Mark. Motor dapat berubah menjadi generator (google "pengereman regeneratif") ketika sumber atau peristiwa luar menyebabkan motor bergerak lebih cepat dari arus / tegangan yang diterapkan. Misalnya, Ian sedang menuruni bukit atau tangan seseorang menjulurkan motor.

Arus dalam situasi ini tidak hanya bisa kurang dari arus bebas, tetapi sebenarnya menjadi negatif (pergi ke arah yang berlawanan - bertindak seperti sumber daripada beban).

Jika Anda memikirkannya dari sudut pandang kerja (energi), katakanlah Anda mendorong sekotak pakaian di lorong. Tidak perlu banyak upaya untuk melakukan itu, tetapi jika teman Anda mulai mendorong Anda, betapapun sedikit usaha yang Anda keluarkan berkurang. Itu adalah kasus motor turun sedikit.

Melebihi maksimal

Konsekuensi sekunder dari fungsi pembangkitan motor adalah bahwa begitu memperoleh momentum, ia terus mengubah energi itu menjadi gaya gerak-elektro (tegangan) begitu daya tidak lagi diterapkan.

Kasus yang menarik adalah ketika Anda membalikkan arah. Jika Anda memutar motor ke depan, maka segera beralih arah, tegangan pada koil motor sesaat sekitar dua kali dari tegangan suplai sebelumnya karena motor-EMF sekarang seri dengan suplai. Hasil ini, seperti yang diharapkan dari hukum Ohm, saat ini melebihi arus kios.

Solusi praktis

Untuk alasan ini, rangkaian kontrol motorik dua arah yang praktis termasuk dioda "roda bebas" (D1-D4) pada gambar untuk menyediakan jalur balik untuk arus terkait ggl-belakang dan dengan demikian menjepit tegangan ke dalam rel pasokan + / - tegangan dioda maju. Jika Anda membangun kontrol motor Anda sendiri, Anda harus memasukkannya juga.

masukkan deskripsi gambar di sini


1
Jawaban yang bagus, saya telah memperbarui jawaban saya dengan beberapa catatan tambahan dan referensi untuk Anda untuk informasi lebih lanjut. Jika saya mendapatkan waktu, saya akan melihat catatan saya tentang arus yang bisa Anda dapatkan di motor ketika korslet fase untuk keadaan darurat. Saya tidak ingat cukup banyak untuk menuliskannya secara masuk akal saat ini dan sebagian besar pengalaman saya adalah dengan motor DC yang lebih sedikit daripada motor DC.
Mark Booth

4

Semua jawaban yang sangat baik, tetapi sebagai guru fisika saya khawatir tentang beberapa persamaan yang salah di sini yang hanya dapat menyebabkan kebingungan.

Satu bentuk [energi] [1], misalnya [energi potensial kimia] [2], dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain (misalnya [energi potensial listrik] [3], [energi kinetik] [4], [energi suara] ] [5], [energi termal] [6]). Dalam [sistem SI] [7], yang sejauh ini paling mudah dipahami dan paling koheren, energi adalah kuantitas fisik skalar yang diukur dalam [joule] [8]. [Tegangan] [9] tidak sama dengan energi. Tegangan diukur dalam [volt] [10]. Satu volt didefinisikan sebagai satu joule per [coulomb] [11]. Karenanya, energi (diukur dalam joule) tidak pernah dapat dikonversi menjadi volt (diukur dalam joule per coulomb).

[Gaya gerak listrik] [12] (EMF) dalam sistem elektromekanis apa pun (di mana motor listrik hanyalah satu contoh) diukur dalam volt. [Arus listrik] [13] diukur dalam [ampere] [14]. [Muatan listrik] [15] diukur dalam coulomb. Satu coulomb adalah satu detik ampere, yaitu muatan yang mengalir melewati titik dalam arus satu ampere selama satu detik.

Apa yang perlu diketahui untuk setiap sistem elektromekanis adalah [impedansi listrik] [16] bagian listrik dari sistem, dan [inersia] [17] atau [momen inersia] [18] dari bagian mekanis dari sistem . Seseorang juga perlu mengetahui net eksternal [torsi] [19] yang menggerakkan sistem lengkap kapan saja. (Ketika tidak ada torsi per se (karena tidak ada [momen] [20]), maka orang hanya perlu tahu [gaya] eksternal eksternal [21] yang bekerja melalui [pusat massa] [22]).

Setiap saat, impedansi listrik, Z, dari setiap sistem kelistrikan adalah akar kuadrat dari kuadrat [reaktansi listrik] sistem [23], X, ditambah kuadrat dari [hambatan listrik] sistem [24], R. Reaktansi listrik sistem adalah perbedaan antara [reaktansi induktif] [25], X (L), dan [reaktansi kapasitif] [26], X (C), di mana X = X (L) - X (C)

(NB, awalnya, saya mencoba untuk Wikilink masing-masing dari dua puluh enam konsep utama dalam jawaban saya, tetapi sistem telah memberitahu saya bahwa saya tidak diperbolehkan untuk memasukkan lebih dari dua tautan sampai saya memiliki setidaknya sepuluh poin.)


Ini dia! Anda dapat menambahkan tautan Anda sekarang! PS Saya bukan fisikawan, tetapi saya bisa mengikuti jawaban Anda. Namun, saya tidak mengerti bagaimana istilah yang Anda perkenalkan pada paragraf terakhir berhubungan dengan "stall current" dan "free current", yang merupakan pertanyaan. Akan sangat membantu jika Anda sedikit mengembangkannya.
Shahbaz

Selamat datang di robotika Richard. Terima kasih atas klarifikasi Anda. Seperti yang disarankan Shahbaz, Anda sekarang harus dapat mengedit jawaban Anda untuk menambahkan kembali tautan, dan jika Anda dapat menambahkan pengantar dasar keengganan / reaktansi untuk membantu menjelaskan paragraf terakhir Anda, itu akan membuat jawaban Anda lebih berguna.
Mark Booth
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.
Judi bola