Diese Checkliste dient dem HYCHIKA-Ingenieur als Leitfaden zur Auswahl eines Motors und enthält nur die theoretischen Grundlagen zu Gleichstrom-Permanentmagnetmotoren. Vollständige Informationen zu den elektrischen Spezifikationen und physikalischen Abmessungen des Motors sowie den Produktionstoleranzen erhalten Sie immer beim Händler.
So wählen Sie einen Gleichstrommotor aus
Um eine geeignete Motorauswahl zu treffen, sollten grundsätzlich folgende Schritte befolgt werden.
1. Größe des Motors. Es gibt zwei Faktoren, die die Größe des Motors bestimmen. Erstens die Größe des Bohrgehäuses und zweitens die Leistung des Motors. Der erste Punkt ist offensichtlich, man kann keinen großen Motor in ein kleines Gehäuse einbauen. Der zweite Punkt ist, dass ein größerer Motor bei gleicher Versorgungsspannung ein höheres Ausgangsdrehmoment und eine höhere Drehzahl liefern kann.
2. Basierend auf den Leistungskurven bei den verschiedenen Spannungen sollten Sie Ihre Auswahl auf einige Ersatzmodelle beschränken, die grundsätzlich in der Nähe des höchsten Effizienzpunkts in Drehzahl, Stromaufnahme und Drehmoment liegen, um die wünschenswerteste Funktion in der Designanwendung zu erreichen.
3. Treffen Sie eine endgültige Auswahl zur Festlegung von Spannung und Motor aus den oben genannten Ersatzprodukten, indem Sie die kritischen Anforderungen erfüllen und die anderen anwendungsbezogenen Faktoren wie Kosten, Größe, Gewicht, Umgebung und Lebensdauer von Motor und Stromquelle usw. unterordnen.
4. Um die Eignung des ausgewählten Motors anhand eines Prototyps des Produkts zu bestätigen, ist es am einfachsten, die Stromaufnahme des Motors unter Last im Prototyp zu messen. Wenn die Stromaufnahme des Motors der am höchsten Effizienzpunkt des Leistungsdiagramms angezeigten entspricht, ist der ausgewählte Motor richtig.
So lesen Sie das Leistungsdiagramm
Das Leistungsdiagramm zeigt die Leistung des Motors. Es enthält vier Leistungskurven – Drehzahl (N), Strom (I), Leistungsabgabe (P) und Wirkungsgrad (E). Im Folgenden wird kurz erklärt, wie man diese Werte anhand der Kurven in Abbildung 1 erhält.
1. Das Drehmoment ist bekannt: Zeichnen Sie von der Basisdrehmomentlinie am Punkt des bekannten Drehmoments T eine vertikale Linie. Dort, wo diese Linie die Kurven N, I und P schneidet, ermitteln Sie diese Werte anhand ihrer vertikalen Skalen.
2. Drehmoment unbekannt: Messen Sie zunächst die Stromaufnahme mit einem Amperemeter, setzen Sie dann den Punkt des gemessenen Wertes auf die I-Kurve und zeichnen Sie eine vertikale Linie, die durch den Punkt verläuft. Nun können die anderen Werte auf die gleiche Weise wie in (1) ermittelt werden.
3. Die Geschwindigkeit ist bekannt: Gehen Sie genauso vor wie in (2).
Abbildung 1. Ein Beispiel für Motorleistungskurven (siehe Anmerkungen 1).
Alle oben gezeigten Leistungskurven gelten für feste Versorgungsspannungen. Die Leistungskurven, wenn die Versorgungsspannung von der im Katalog angegebenen Nennspannung abweicht, können wie in Abbildung 2 dargestellt abgerufen werden.
Figur 2.
Die Leerlaufdrehzahl und das Stillstandsdrehmoment sind proportional zur Versorgungsspannung. Die gepunktete Linie in Abbildung 2 zeigt als Beispiel die Drehzahllinie bei 2/3 der Nennspannung. Der Stillstandsstrom sinkt von Is auf I's (Anmerkungen 2).
Bemerkungen
1. Mehr zu den vier Leistungskurven.
(a) Die Drehzahl des Motors (N) sinkt, das Ausgangsdrehmoment (T) und der Strom (I) steigen.
Wenn der Motor läuft, fließt der Strom I durch den Rotor, der den Widerstand R hat. Andererseits wird im Rotor eine Geschwindigkeitsspannung (Gegen-EMK) Vc induziert, die proportional zur Rotorgeschwindigkeit ist.
Daher hat die Versorgungsspannung V die Beziehung
V = Vc + IR, das heißt,
Ich = (V – Vc)/R … (1)
Wenn nun die Drehzahl des Motors abnimmt, das Drehmoment zunimmt und wir ein kleineres Vc haben, steigt gemäß Gleichung (1) der Strom I.
Dies erklärt die Tatsache, dass der Strom I in den Leistungskurven umgekehrt proportional zur Drehzahl N ist. Als Merkmal der Permanentmagnetmotoren sind die Kurven von Drehzahl N und Strom I zum Drehmoment T linear. Folglich geht die Drehzahl gerade von No bei Leerlauf auf Null bei Stillstandsdrehmoment Ts (das maximal ist) in Abbildung 1. Der Strom I geht in gleicher Weise von Io aufwärts zu Is (Is = V/R).
(b) Die Leistungsabgabe (P) ist das Produkt aus Drehzahl (N) und Drehmoment (T). Der Maximalpunkt (Pmax) liegt bei T = Ts/2 und wird wie folgt berechnet: Pmax = No x Ts/4.
(c) Der Wirkungsgrad (E) ist das Verhältnis der mechanischen Leistung zur elektrischen Leistung und wird wie folgt ausgedrückt: E(%) = P / V. Er erreicht sein Maximum im Drehmomentbereich unter Ts/2 und der Strom I bei maximalem Wirkungsgrad ist gegeben durch:
Daher liegt der Punkt des maximalen Wirkungsgrads weiter links, wenn der k-Wert kleiner ist. Daher ist für einen Motor ein kleinerer Io-Wert vorzuziehen, der hauptsächlich vom Verlustdrehmoment aufgrund der Eisen- und Reibungsverluste abhängt.
2.
Blockierstrom (Is) gegenüber unterschiedlicher Spannungsversorgung.
Das von einem Rotor erzeugte Drehmoment T wird wie folgt ausgedrückt:
T = k'· · I · n
Dabei ist k' eine Konstante, der magnetische Fluss, der durch den Rotor fließt, und n die Anzahl der Windungen des gewickelten Drahts des Rotors.
Aus den obigen Beziehungen ist ersichtlich, dass der Strom I nur vom Drehmoment T im selben Motor abhängt, unabhängig von seiner Versorgungsspannung. Folglich bleibt die Stromlinie I wie zuvor, aber der Stillstandsstrom sinkt von Is in Abbildung 2 auf I's.
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