¿Cuál es la velocidad: potencia característica de un motor DC cepillado de 24 V?
Como proveedor de motores DC cepillados de 24 V, me han preguntado sobre las características de velocidad: potencia de estos motores con bastante frecuencia. Comprender estas características es crucial para cualquiera que quiera usar estos motores en sus aplicaciones, ya sea para maquinaria industrial, componentes automotrices o electrónica de consumo.
Conceptos básicos de motores DC cepillados de 24 V
Antes de sumergirnos en las características de la potencia de velocidad, revisemos brevemente qué es un motor de CC cepillado de 24 V. Un motor de CC cepillado es un motor eléctrico que usa corriente continua (CC) para producir rotación mecánica. La parte "cepillada" se refiere a los cepillos de carbono que hacen contacto con el conmutador, que a su vez cambia la dirección de la corriente en los devanados de armadura del motor. Esta acción de conmutación crea un campo magnético giratorio que interactúa con el campo magnético estacionario producido por los imanes permanentes del motor o los devanados de campo, lo que resulta en la rotación del eje del motor.
La especificación de 24V indica el voltaje nominal en el que el motor está diseñado para operar. Operar el motor a este voltaje garantiza un rendimiento y longevidad óptimos.
Velocidad - Relación de potencia
La característica de potencia de velocidad de un motor CC cepillado de 24 V describe cómo la velocidad y la potencia de salida del motor cambian entre sí en diferentes condiciones de funcionamiento.
Velocidad
La velocidad de un motor CC cepillado se determina principalmente por el voltaje aplicado y la carga en el eje del motor. Según la ecuación básica de velocidad del motor, la velocidad (n) de un motor DC viene dada por:
[N = \ frac {y - i_ar_a} {k \ phi}]
donde v es el voltaje aplicado, (i_a) es la corriente de la armadura, (r_a) es la resistencia de la armadura, k es una constante específica motor y (\ phi) es el flujo magnético.
Para un motor CC cepillado de 24 V, cuando la carga en el eje del motor es ligera, la corriente de armadura (I_A) es pequeña. Como resultado, el término (i_ar_a) también es pequeño, y la velocidad del motor está cerca de su velocidad de carga no. La velocidad de carga no es la velocidad máxima que el motor puede lograr cuando no hay carga mecánica en su eje.
A medida que aumenta la carga en el motor, el motor debe generar más torque para superar la carga. Esto requiere un aumento en la corriente de la armadura (i_a). A medida que aumenta (i_a), el término (i_ar_a) en la ecuación de velocidad también aumenta, lo que hace que la velocidad del motor disminuya.
Fuerza
La potencia de salida (P) de un motor DC está dada por el producto del par (t) y la velocidad angular ((\ omega)):
[P = T \ Omega]
En términos de potencia eléctrica, la potencia de entrada ((p_ {en})) al motor es (p_ {en} = vi), donde v es el voltaje aplicado e i es la corriente total dibujada por el motor. La eficiencia ((\ eta)) del motor es la relación de la potencia de salida a la potencia de entrada:
[\ eta = \ frac {p_ {out}} {p_ {in}}]
A bajas cargas, la velocidad del motor es alta, pero el par es bajo. Como resultado, la potencia de salida es relativamente baja. A medida que aumenta la carga, el par aumenta y, aunque la velocidad disminuye, la potencia de salida aumenta inicialmente. Sin embargo, hay un punto en el que aumentar aún más la carga hace que la velocidad disminuya tanto que la potencia de salida comienza a disminuir.
Representación gráfica
Una curva de velocidad típica - para un motor CC cepillado de 24 V muestra una relación no lineal. A bajas cargas, la potencia aumenta casi linealmente con la carga a medida que aumenta el par, mientras que la velocidad permanece relativamente alta. A medida que la carga continúa aumentando, la curva alcanza un pico, que representa la potencia máxima de salida del motor. Más allá de este punto, la salida de potencia disminuye a medida que la velocidad cae significativamente debido al aumento de la carga.
Factores que afectan la velocidad - Características de potencia
Varios factores pueden afectar la velocidad: las características de potencia de un motor CC cepillado de 24 V:
Resistencia a la armadura
Una mayor resistencia de la armadura (R_A) causará una mayor caída en la velocidad a medida que aumenta la carga. Esto se debe a que el término (i_ar_a) en la ecuación de velocidad será más grande para una corriente de armadura dada (i_a). Los motores con menor resistencia a la armadura son generalmente más eficientes y pueden mantener una velocidad más constante bajo cargas variables.
Flujo magnético
El flujo magnético (\ phi) en el motor afecta tanto la velocidad como el par. Un flujo magnético más fuerte dará como resultado una mayor salida de par, pero una velocidad más baja para un voltaje dado. Por el contrario, un flujo magnético más débil permitirá que el motor funcione a una velocidad más alta pero con un par más bajo.
Inercia de carga
La inercia de la carga conectada al eje del motor también puede afectar las características de la potencia de velocidad. Una carga de inercia alta requiere más torque para acelerar y desacelerar, lo que puede causar una mayor caída en la velocidad durante estos períodos transitorios.
Aplicaciones y consideraciones
Comprender la velocidad: las características de potencia de un motor CC cepillado de 24 V son esenciales para seleccionar el motor derecho para una aplicación específica.
Para aplicaciones que requieren una operación de alta velocidad con bajo par, como ventiladores o bombas pequeñas, un motor con una velocidad de carga de NO relativamente alta y una curva de potencia de velocidad plana a cargas bajas serían adecuadas.
Por otro lado, para aplicaciones que requieren un alto torque a bajas velocidades, como cintas transportadoras o cabrestantes, un motor con un par de arranque alto y una curva de potencia de velocidad más pronunciada sería más apropiada.
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Referencias
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C. y Umans, SD (2003). Maquinaria eléctrica. McGraw - Hill.
- Chapman, SJ (2012). Fundamentos de maquinaria eléctrica. McGraw - Hill.