Mengapa motor tanpa sikat “pendek”?

11

Anda selalu belajar di sekolah bahwa Anda seharusnya tidak pernah membuat terminal pendek baterai karena kabel terlalu panas dari arus besar.

Jika Anda melihat motor tanpa sikat, Anda akan melihat bahwa itu hanyalah gulungan kawat. Jadi mengapa motor ini tidak "menyingkat" kekuatan? Bagaimana ini berbeda dari terminal korslet baterai? Bagaimana arus diatur saat motor beroperasi?

motor short-circuit pengguna1527227
sumber
1
Motor brushless tidak terhubung langsung di terminal baterai. Jika mereka, mereka pasti akan terbakar. Kontroler BLDC digunakan untuk menghasilkan bentuk gelombang AC (proses yang agak rumit karena kebutuhan untuk umpan balik dengan posisi motor) yang melihat impedansi yang signifikan dari induktansi belitan serta EMF belakang dari gerakan rotor; ini mencegah arus besar yang tidak diinginkan mengalir.
pericynthion
Saya sudah korsleting dengan baterai 9V.
Mengapa induktor tidak "pendek"?
Nick T

Jawaban:

16

Kabel-kabel itu membentuk gulungan, jadi panjang . Setiap bit kawat memiliki beberapa resistensi, dan semua bit dari ujung ke ujung menghasilkan resistensi yang cukup signifikan untuk tidak terlihat seperti "pendek".

Kabel-kabel ini disingkat di sumber tegangan persis di mana arus kios motor berasal. Ini hanyalah tegangan yang diterapkan pada kumparan dibagi dengan hambatannya.

Ketika motor berjalan, maka efek lain hadir. Motor sebenarnya bertindak seperti generator sehingga berputar ke arah depan menyebabkan tegangan dihasilkan di seluruh kumparan. Tegangan ini menentang yang diterapkan oleh sumber daya eksternal. Karena itu, arus melalui motor adalah tegangan daya minus EMF terbalik yang dihasilkan oleh motor yang bertindak sebagai generator, dan hasilnya dibagi dengan resistansi koil. Semakin cepat motor berputar, semakin sedikit arus, karena EMF punggung yang lebih tinggi dikurangi dari tegangan mengemudi.

Efek EMF belakang ini juga membatasi kecepatan tertinggi motor. Pada kecepatan tertentu, EMF belakang yang dihasilkan secara internal membatalkan tegangan yang diberikan, dan tidak ada yang tersisa yang menggerakkan motor. Tentu saja ia tidak berputar pada kecepatan itu karena tidak ada yang mengendarainya lagi, tetapi ia bekerja pada kecepatan yang sedikit lebih rendah jika tidak ada yang memuat motor.

Olin Lathrop
sumber
1
+1 Bagus dan jelas (tentu saja). Memperhatikan bahwa penjelasan Anda meluas ke motor yang disikat mungkin berguna. Dalam semangat musim ini, dan internasionalitas situs yang disesalkan, kejadian (tunggal) ejaan AS akan diabaikan :-). | Hmm - kecepatan slip - seluruh jalan baru untuk penyimpangan ke motor sinkron. Tidak! Berhentilah sementara di depan :-).
Russell McMahon
Siapa pun yang menurunkan pendapat ini: Menurut Anda apa yang salah, menyesatkan, atau ditulis dengan buruk?
Olin Lathrop
Saya tidak downvote, tetapi IMO, urutan di mana Anda menyajikan dua efek (resistansi kawat dan EMF kembali) terasa agak mundur. Ketika saya pertama kali dibuka halaman, saya hanya melihat dua paragraf pertama dari jawaban Anda, dan saya sangat siap untuk downvote itu sebelum saya menggulir ke bawah dan melihat sisanya.
Ilmari Karonen
3

"Short" adalah resistansi rendah, koneksi induktansi rendah. Kumparan motor adalah resistansi sedang, koneksi induktansi tinggi. Induktansi mengurangi tingkat di mana aliran arus meningkat dari 0 (pada saat awal koneksi), dan hambatan membatasi jumlah maksimum arus yang dapat mengalir. Jadi, bahkan jika Anda memiliki kumparan motor langsung di baterai, selama koneksi tidak dipertahankan untuk waktu yang lama tidak ada peluang untuk jumlah arus yang mengalir melalui itu untuk keluar dari kendali.

Ignacio Vazquez-Abrams
sumber
Terima kasih. Apakah penjelasan yang sama berlaku untuk transformer?
user1527227
Secara umum, ya. Tetapi transformator juga (biasanya) disajikan dengan tegangan AC, yang memperbesar efek induktansi terhadap sirkuit.
Ignacio Vazquez-Abrams
3

Anda menyebutkan mesin tanpa sikat. Ini memerlukan bentuk eksitasi AC (inverter, controller dll ...). Ambil mesin DC brushless fase tunggal (argumen yang sama untuk BLAC fase tunggal, atau polifase ...)

Jika Anda mengambil baterai dan menghubungkannya langsung ke fase mesin tanpa sikat ini, beberapa hal akan terjadi

  1. seketika stator mesin akan muncul seperti sirkuit terbuka karena pada dasarnya itu adalah induktor dunia nyata: R + L (untuk induktansi garis 100uH Anda bisa memiliki 0,1R)

  2. Arus akan bertambah sesuai V = L di / dt

  3. Setelah arus mengalir akan ada fluks airgap rotor yang dihasilkan yang pada gilirannya akan memaksakan torsi pada rotor & itu akan berubah (kecuali sudah sejajar) & pada dasarnya mengunci rotor.

  4. Bergantung pada pertimbangan lain, beberapa hal menarik lainnya perlu diperhatikan. Batas saat ini akan didasarkan pada resistansi Seri Setara dari sumber Anda, plus resistan belitan. Sekarang stator bertindak sebagai heatsink yang sangat bagus sehingga mempertimbangkan hal itu.

    4a. Jika arus hubung singkat kondisi tunak adalah nilai yang dapat ditoleransi mesin, maka ia akan duduk di sana menghasilkan torsi pada porosnya

    4b. Namun jika tidak (lebih dari kemungkinan untuk apa pun di atas baterai kecil ...) gulungan stator akan memanas & isolasi akan rusak, korsleting, korsleting korsleting, hard short.

Jika ada inverter + controller, tergantung pada kerumitannya, PWM dapat stator ke level arus tetap untuk mengontrol torsi kios di dalam batas-batas pada desain mesin + inverter.

Sederhananya, Tergantung pada baterai, kemampuan engkolnya, dan kemampuan kios saat ini dari mesin, Anda tidak akan meletakkannya langsung di mesin tanpa sikat untuk alasan yang persis sama.

Sekarang jika mereka terhubung ke mesin PMDC (sikat) rotor akan mulai berputar dan arus akan terbatas karena pergantian dan kecepatan rotor

JonRB
sumber
0

Saya pikir dia mencoba memahami mengapa gulungan yang menyentuh tidak semuanya pendek. Saya percaya jawaban yang dia cari adalah bahwa kawat memiliki lapisan resin tipis sebelum dililitkan di sekitar laminasi stator. Ini adalah lapisan resin yang membuat arus mengalir "sejalan" di kawat. Ketika motor tanpa sikat didorong melewati peringkatnya saat ini, ia dapat menjadi terlalu panas dan membakar sejumlah resin. Ketika ini terjadi, kabel sekarang bebas untuk menyentuh dan bertukar elektron, dan motor sekarang mati. Lapisan ini jelas, jadi kecuali jika Anda melihat dari dekat atau mencoretnya, Anda tidak dapat benar-benar melihatnya.

Retribusi
sumber
Ini tidak benar-benar menjawab pertanyaan. The enameling pada kawat kemungkinan diambil sebagai diberikan, seperti yang biasa terjadi pada belitan motor. Kekhawatirannya adalah tentang resistansi DC keseluruhan dari kumparan dan bagaimana motor beroperasi. Pertanyaan itu juga telah dijawab secara efektif dengan konteks yang benar, baik dari jawaban yang diterima dan pembacaan saya atas semua jawaban lainnya.
user2943160
ini sebenarnya adalah salah satu bagian dari pertanyaan saya. Terima kasih.
user1527227