Domanda:
(Come) il blocco di un motore (servo / CC) lo interrompe?
Daniël van den Berg
2016-12-13 18:03:19 UTC
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Non so perché, dove o come l'ho raccolto, ma credo che se alimenti un motore elettrico mentre lo blocchi, e quindi gli impedisci di muoversi, lo danneggi.Sto pensando al seguente tipo di motore e possibilmente ai servomotori:

Simple DIY motor

È davvero vero che tenere l'albero in posizione mentre lo si alimenta lo danneggerà?E se è così, perché?E questo potrebbe essere evitato con semplici misure?(Come mettere un resistore davanti ad esso.)

Il "processo di danneggiamento" è diverso nei servo, o vengono danneggiati allo stesso modo?

Dipende se il motore è costruito in modo che si rompa o meno ...
@PlasmaHH potresti elaborarlo?Come dovrebbe essere costruito per (non) rompersi, e dato un motore arbitrario, come sarebbe possibile dire se lo farà o no?
Una cosa non menzionata è che un motore in stallo riscalda solo una o due bobine del rotore e segmenti del commutatore, quindi anche se la corrente fosse limitata alla corrente di funzionamento sicura sarebbe comunque localizzata più che in un motore in rotazione (anche lentamente).La maggior parte dei motori utilizza anche la rotazione per spostare l'aria e trasferire il calore all'ambiente circostante.
Un'altra preoccupazione con motoriduttori (servomotori) a basso costo progettati o prodotti male è che i set di ingranaggi ad alta velocità sono talvolta realizzati con materiali deboli (plastica) e non in grado di sopportare la coppia di stallo completa.
Il duplicato avrebbe dovuto andare dall'altra parte, questa è una domanda e una risposta migliori rispetto al presunto duplicato.
Sei risposte:
Olin Lathrop
2016-12-13 18:24:18 UTC
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Il semplice arresto di un motore in rotazione non lo danneggia di per sé. Pensaci. Il motore si ferma quando si applica l'alimentazione per la prima volta e non si danneggia nulla.

La maggior parte dei motori è progettata in modo che le forze meccaniche della coppia massima non danneggino il motore.

Il motivo per cui alcuni motori non dovrebbero essere bloccati con la piena tensione applicata è il calore. Tutta la potenza elettrica che entra nel motore va a riscaldare il motore. Molti motori possono essere surriscaldati in questo modo. Progettarli per essere in grado di dissipare il calore dalla massima tensione applicata mentre sono bloccati richiederebbe di rendere altri parametri meno desiderabili. In molti casi non ne vale la pena.

Ciò che rende ancora peggiore lo stallo di un motore è quando assorbe più corrente. Quindi non solo più energia elettrica viene scaricata nel motore, ma una frazione maggiore di essa viene trasformata in calore nel motore a bassa velocità.

Con una prima approssimazione abbastanza buona, pensa a un motore come un resistore in serie con una sorgente di tensione. Il resistore è solo la resistenza CC degli avvolgimenti. La sorgente di tensione rappresenta il motore che funge da generatore mentre gira. La tensione è proporzionale alla velocità e si oppone alla tensione applicata quando il motore gira a causa di questa tensione applicata. Un motore in stallo quindi sembra solo un resistore. Quando il motore accelera, quel resistore è ancora lì, ma viene applicata effettivamente meno tensione, facendogli quindi assorbire meno corrente.

I controllori motore sofisticati modellano la temperatura interna del motore o la misurano direttamente. Ciò include il monitoraggio di quanta potenza erogata al motore viene trasferita dall'albero rotante e quanta viene dissipata dal motore sotto forma di calore. Quando il motore si surriscalda, la potenza di azionamento viene ridotta per evitare danni.

Poiché il danno è dovuto al calore, lo stallo di un motore a piena potenza va bene per intervalli almeno "brevi".Quanto è corto "corto" dipende dal design del motore ed è qualcosa su cui buoni fogli dati forniscono indicazioni.

+1, oltre a rispondere alla domanda, questa è una delle descrizioni più accessibili delle basi del motore che ho visto.
Questo, più la ventola di raffreddamento (se presente) è azionata dallo stesso albero che hai bloccato, quindi non viene nemmeno raffreddato in modo altrettanto efficace.
Vuoi dire che non hai visto un motore a corrente continua con abbastanza potenza di stallo da strappare i suoi interni?Io ho.
@Joshua: Ecco perché ho detto "la maggior parte" dei motori ...
Sarebbe bene menzionare che i riduttori sono solitamente gli elementi più soggetti a rotture se l'attuatore non è progettato per funzionare in caso di stallo (ad esempio, riduttori in plastica).Strappare avvolgimenti o magneti a causa di un design scadente quando si blocca a causa dell'elevata coppia di torsione, è così raro che lo considererei impossibile.
Andy aka
2016-12-13 18:41:28 UTC
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Una coppia maggiore provoca un flusso di corrente maggiore: -

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Senza coppia si ottiene la corrente a vuoto e la velocità massima. Con la piena coppia di stallo si ottiene un rotore in stallo e la massima corrente.

Entrambe le estremità producono un'uscita meccanica pari a zero, quindi tutta la potenza elettrica prelevata viene bruciata nel motore.

Chiaramente, con una tensione costante applicata, la potenza bruciata è molto inferiore quando il rotore non produce coppia elettrica rispetto a quando il rotore è bloccato. Questo perché la corrente è molto più piccola.

Quindi il motore diventa più caldo quando è fermo.

se si alimenta un motore elettrico mentre lo si blocca e quindi lo si arresta dal movimento, lo danneggerai.

Sì, questo può accadere e per il motivo sopra.

Il "processo dannoso" è diverso nei servo, o si ottengono danneggiato allo stesso modo?

Se intendi un servo come questo: -

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Quindi, è meno probabile che sia un problema perché il servoamplificatore limiterà la corrente a un valore più ragionevole (la maggior parte dei servi RC economici ecc.) solo per proteggersi. Ma in genere non puoi escluderlo.

Questo può essere evitato con semplici misure? (Come mettere un resistore di fronte ad esso.)

È possibile utilizzare un resistore, ma limita la corrente in un punto vitale: quando il motore inizia a ruotare da una posizione di riposo. La corrente presa dovrebbe essere la corrente di stallo e, in funzionamento normale, questa dura qualche centinaio di milli secondi per un piccolo motore ma, se metti un resistore in serie, la corrente di stallo completa (e quindi coppia) non è disponibile e il motore impiegherà più tempo per accelerare fino al funzionamento normale. In un servomotore questo può essere cruciale: i tempi di risposta sono estesi e questo potrebbe conferire un comportamento lento all'oggetto che viene controllato.

È possibile utilizzare circuiti di limitazione della corrente attiva che consentono brevi periodi di piena corrente di stallo, ma poi iniziano a ridurre la corrente se il periodo dura troppo a lungo.Ma ora sei a un livello di sofisticazione che potrebbe non funzionare in alcune applicazioni.Ad esempio, se il motore è in stallo e la corrente viene interrotta, cosa fai quando il segnale di richiesta cambia: ripristini istantaneamente la piena corrente e rendi la situazione di stallo proprio come era quando non si utilizzava un tale metodo di controllo?

FrancoVS
2016-12-13 18:27:25 UTC
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La maggior parte dei progetti di motori (incluso il classico motore CC con spazzole) assorbirà meno corrente quanto più velocemente gira (nella direzione prevista).Quindi, se l'albero è bloccato, la corrente sarà alta.Questa corrente può essere definita "corrente di avviamento" o "corrente a rotore bloccato". In alcuni modelli, il motore non dovrebbe resistere alla corrente di avviamento indefinitamente: dovrebbe ruotare a una velocità in cui il suo assorbimento di corrente sarà inferiore.Questo assorbimento di corrente previsto può essere chiamato "corrente costante" in questi modelli.

Se troppa corrente passa attraverso un motore, potrebbe surriscaldarsi.Ciò può causare ogni sorta di problema, ma probabilmente la causa più comune di guasto è il guasto dell'isolamento degli avvolgimenti a causa del riscaldamento.

Neil_UK
2016-12-13 18:28:38 UTC
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Esistono diversi modi per rompere un motore, tre dei quali sono correlati alla corrente, sovracorrente che rompe fisicamente qualcosa, sovracorrente che smagnetizza i magneti di campo e sovratemperatura della plastica che si scioglie o che brucia l'isolamento.

Lo stallo di un motore fa aumentare la corrente al di sopra della corrente nominale, aumentando la coppia oltre la nominale e aumentando la dissipazione di potenza al di sopra di quanto è progettato per affrontare.

Se la coppia extra interrompe qualcosa dipende da quanta corrente extra scorre. Per la maggior parte dei motori, sarebbe abbastanza difficile far scorrere abbastanza corrente per rompere qualcosa se si rimane all'interno della tensione nominale. Sarebbe necessario un grave abuso, sovratensione con stallo.

Lo stesso vale per la smagnetizzazione. Rimanere entro la tensione nominale dovrebbe significare che la corrente rimane a livelli sicuri, anche quando è in stallo.

Se la dissipazione di potenza extra scioglie qualcosa dipende da quanto tempo lo mantieni bloccato. Sarà più possibile danneggiare un motore in questo modo.

Dave Tweed
2016-12-13 18:25:05 UTC
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La corrente che scorre attraverso un motore è determinata principalmente dall'EMF di ritorno che il motore sviluppa.L'EMF posteriore è proporzionale alla velocità del rotore.Pertanto, se si impedisce al rotore di girare, una grande quantità di corrente scorre attraverso gli avvolgimenti: questa è chiamata "corrente di stallo" del motore.

La maggior parte dei motori non è progettata per gestire indefinitamente la corrente di stallo;gli avvolgimenti si surriscaldano e l'isolamento viene danneggiato quando la temperatura diventa sufficientemente alta.

Spoon
2016-12-13 18:23:13 UTC
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La risposta semplice è che dipende da quanta corrente può fluire mentre il motore è fermo / bloccato.Il limite di corrente in questa situazione è la resistenza dell'avvolgimento e di eventuali spazzole, ecc. È più probabile che la resistenza totale del circuito sia adeguata per il limite di corrente sui motori più piccoli. È più probabile che i motori più grandi richiedano qualche forma aggiuntiva di limite di corrente./ p>

Se la corrente è troppo alta, la temperatura aumenta e brucia gli avvolgimenti e / o scioglie la plastica, ecc., provocando il cortocircuito o l'inceppamento del motore.Lo stallo temporaneo di solito può essere tollerato.Anche le parti meccaniche possono rompersi, ma finché il servo non viene forzato all'indietro durante la marcia in avanti, di solito non è un problema.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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