अधिकतम वजन को मापने के लिए कैसे एक डीसी मोटर चल सकता है?


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हम एक कंप्यूटर नियंत्रित इलेक्ट्रिक वाहन परियोजना पर काम कर रहे हैं जो कि एटीवी चेसिस पर आधारित है।

जब मैं इस वाहन को स्थानांतरित करने के लिए एक डीसी मोटर की तलाश कर रहा था (जिसका अनुमान 350 किलोग्राम है), मुझे एक इलेक्ट्रिक व्हीलचेयर मोटर मिली। यह 500 डब्ल्यू 108 आरपीएम 24 वी डीसी मोटर है और इसका अपना अंतर है। सेल्समैन ने मुझे बताया कि यह 540 किलोग्राम तक बढ़ सकता है। मुझे नहीं पता कि यह संख्या किस तथ्य पर आधारित है।

मेरे पास 500 डब्ल्यू 1500 आरपीएम 24 वी डीसी मोटर भी है। अगर मैं आरपीएम घटाता हूं और रिडक्टर्स के माध्यम से इलेक्ट्रिक व्हीलचेयर मोटर के समान अनुपात के साथ टॉर्क बढ़ाता हूं, तो क्या यह 540 किलोग्राम तक बढ़ सकता है? या अधिकतम वजन जो एक मोटर को स्थानांतरित कर सकता है वह अन्य कारकों पर निर्भर करता है? मैं इसे कैसे माप सकता हूं?

अग्रिम में धन्यवाद।


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आप इसे गणना करने से पहले मापते नहीं हैं । यह बुनियादी भौतिकी है। आपके पास एक निश्चित वजन के साथ एक वस्तु है, इसे बदलने के लिए गति आपको ऊर्जा की मात्रा की आवश्यकता होगी। एक निश्चित गति से इसे दूर करने के लिए घर्षण भी है। आवश्यक ऊर्जा मोटर से आती है। अधिक शक्ति वाले मोटर्स कम समय में ऊर्जा की समान मात्रा को लागू कर सकते हैं। इसलिए: भौतिकी का अध्ययन करें और गणना करें।
Bimpelrekkie

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ओह, और: एक सेल्समैन पर कभी भरोसा मत करो। बेशक मोटर 540 किलो मीटर आगे बढ़ सकती है, कितना आगे बढ़ सकती है यह मोटर पर निर्भर नहीं करता है लेकिन घर्षण के आधार पर वजन इसके आसपास होता है। अंतरिक्ष में, आप अपनी उंगली से 540 किग्रा स्थानांतरित कर सकते हैं
बिम्पेलरेकी

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सिएटल में स्पेस सुई के शीर्ष पर घूमने वाले रेस्तरां को घूमने वाली मोटर एक-एचपी मोटर के आदेश पर है। मैं आपको विश्वास दिलाता हूं कि रेस्तरां का वजन 540 किलोग्राम से अधिक है। आपके सवाल का जवाब देने के बिना जवाब नहीं है कि आप कितनी तेजी से स्पिन करना चाहते हैं और कौन सी ताकतें इसे धीमा करने के लिए काम कर रही हैं
एरिक लिपिपर्ट

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चीजों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए: एक टेस्ला मॉडल एस में 270000 डब्ल्यू शक्ति है, जो आपके पास 500 से अधिक बार है।
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मुझे एक लीवर और खड़े होने की जगह दें और मैं दुनिया को स्थानांतरित कर दूंगा। गियरिंग के बारे में भी यही कहा जा सकता है।
स्टीव

जवाबों:


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"सेल्समैन ने मुझसे कहा ..." LOL! अगर भौतिक विज्ञान उसकी चीज थी, तो वह शायद सेल्समैन नहीं होगा। किसी भी मामले में उसका काम बिक्री करना है, चाहे आप अपने डिवाइस को काम कर रहे हों या नहीं।

पहली बात जो आपको तय करने की ज़रूरत है कि मोटर को कितनी शक्ति की आवश्यकता है। आप बाद में टोक़ और गति के बारे में चिंता कर सकते हैं। उन लोगों को एक-दूसरे के खिलाफ बंद किया जा सकता है, लेकिन आप उन भौतिकी को धोखा नहीं दे सकते जिनके लिए कुछ कार्यों के लिए एक निश्चित शक्ति की आवश्यकता होती है।

शक्ति को तय करने के लिए आपको दो अंतिम-उपयोगकर्ता मानदंड देखने होंगे। ये कितनी तेजी से आप तेजी लाने में सक्षम होना चाहते हैं, और आप किस न्यूनतम गति के लिए एक सभ्य पहाड़ी पर जाने में सक्षम होना चाहते हैं। मैं उदाहरण के रूप में पहाड़ी मानदंड का उपयोग करूँगा।

मान लीजिए कि आप 20% ग्रेड पे 20 MPH तक जाने में सक्षम होना चाहते हैं। 20% ग्रेड का मतलब है कि आप हर 5 आगे के लिए 1 हिस्सा बढ़ाते हैं। चूँकि एकमात्र भौतिकी का काम चल रहा है, समस्या 4 MPH पर सीधे 350 किलोग्राम तक कम करने की है। 4 MPH 1.8 m / s है, और यहाँ पृथ्वी पर 350 kg का वजन 3.43 kN है। शक्ति व्यय इसलिए है:

  (1.8 m / s) (3.43 kN) = 6.13 kW

बेशक, काबू पाने के लिए कुछ घर्षण होगा, इसलिए आप इस उदाहरण में लगभग 10 kW चाहते हैं। चूंकि 500 ​​डब्ल्यू भी करीब नहीं है, इसलिए आपको या तो बहुत कम प्रदर्शन निर्दिष्ट करना होगा या बहुत बड़ी मोटर प्राप्त करनी होगी (और इसे खिलाने के लिए शक्ति स्रोत)।

चलो इसे चारों ओर फ्लिप करें और देखें कि 500 ​​डब्ल्यू क्या कर सकता है।

  (500 डब्ल्यू) / (3.43 केएन) = 146 मिमी / एस

कितनी तेजी से 500 डब्ल्यू पूरी यूनिट को सीधे ऊपर उठा सकता है। उदाहरण के लिए, 20% ग्रेड पर लागू करने पर, यह 5x पर, या 730 मिमी / सेकंड, या 1.63 MPH के साथ आगे बढ़ सकता है। वास्तव में घर्षण और अन्य नुकसान होंगे, इसलिए शायद 500 मिमी / से = 1.1 एमपीएच से अधिक नहीं।

टॉर्क के बारे में जोड़ा गया

आपको ऊपर बताए अनुसार शक्ति से शुरू करना चाहिए। एक बार जब आप तय कर लेते हैं कि मोटर को कितनी बिजली लगानी है, तो आपको टॉर्क / स्पीड ट्रेडऑफ का सामना करना पड़ता है। आप यह जान सकते हैं कि पहियों पर आपको किस टोक़ / गति की आवश्यकता है, लेकिन यह आमतौर पर बहुत धीमी गति से और सीधे उत्पादन के लिए एक उचित इलेक्ट्रिक मोटर के लिए बहुत अधिक टोक़ होगा। नतीजतन, पहिया शाफ्ट और मोटर शाफ्ट के बीच कुछ गियरिंग होगी। चूंकि गियरिंग वैसे भी वहां है, इसलिए एक अच्छी मोटर चुनें और फिर गियर अनुपात को उसी हिसाब से डिजाइन करें, न कि दूसरे तरीके से।

इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, आइए ऊपर बताए गए अनुसार 20 एमपीएच पर 20% ग्रेड पर जाने के लिए आवश्यक टॉर्क और गति को देखें। मान लें कि पहिए 500 मिमी व्यास के हैं, इसलिए 250 मिमी त्रिज्या, इसलिए 1.57 मीटर परिधि है। 20 एमपीएच 8.9 एम / एस है, इसलिए पहिया को 5.7 हर्ट्ज पर बदलना होगा। 5.7 हर्ट्ज (342 आरपीएम) पर पीक पावर और दक्षता के साथ एक उपयुक्त मोटर प्राप्त करने की आपकी संभावना नहीं है। आप संभवतः 5x से 10x गियर अनुपात के साथ समाप्त करेंगे, जो आपको उपलब्ध सर्वोत्तम मोटर पर निर्भर करता है।

उदाहरण के लिए, मान लें कि आपने निर्णय लिया है कि आपको 10 kW मोटर की आवश्यकता है। यह 60 हर्ट्ज (3600 आरपीएम) और 26.5 एनएम, 20 हर्ट्ज और 80 एनएम, या कई अन्य संयोजनों के रूप में आ सकता है, जो सभी परिणाम 10 किलोवाट में आते हैं। उपयुक्त मोटर्स केवल सीमित संयोजन में उपलब्ध होंगे, और गियरिंग की संभावना वैसे भी कस्टम डिज़ाइन की जाएगी। मोटर उठाओ, फिर इसे गियर अनुपात निर्धारित करें।


आपके उत्तर के लिए धन्यवाद, लेकिन मेरे दिमाग में अभी भी कुछ सवालिया निशान हैं: टॉर्क कब महत्वपूर्ण है? इसके अलावा, एक सीधे क्षैतिज रास्ते के लिए गणना कैसे बदलती है, क्या यह सीधे ऊपर उठाने के समान है? भौतिकी ज्ञान की कमी के लिए क्षमा करें।
केरेम ज़मान

सही ट्रांसमिशन के साथ आप चाहें तो टॉर्क को बदल सकते हैं। आपको एक निश्चित समय में एक ढाल या तेजी लाने के लिए (और उच्च गति पर घर्षण और वायु प्रतिरोध को दूर करने के लिए) एक निश्चित पहिया टोक़ की आवश्यकता होगी। ओलिन लेट्रोप्स उदाहरण के लिए पहिया टॉर्क 3.43kN * व्हील त्रिज्या होगा। 500W वाला आरपीएम (146 मिमी / व्हील परिधि) * 60 होगा। इसलिए 30 सेमी व्यास के पहिये के साथ आपको 514Nm व्हील टॉर्क की आवश्यकता होगी और आपको मोटर की अधिकतम शक्ति पर 58.4rpm मिलेगा। आरपीएम / टॉर्क / पावर कर्व के लिए मोटर की डेटशीट देखें।
माइकल

@ केरम: मैंने अपना जवाब टॉर्क पर चर्चा करने के लिए अपडेट किया है, जो मूल रूप से माइकल ने भी कहा है।
ओलिन लेथरोप

इसे जोड़ने के लिए धन्यवाद। मूर्खता से मुझे परिधि के लिए 2 त्रिज्या के साथ अपने त्रिज्या को गुणा करना भूल गया और मैं अब संपादित नहीं कर सकता।
माइकल

यह उल्लेख के लायक हो सकता है कि आप अपने समीकरणों में यांत्रिक आउटपुट पावर का उपयोग कर रहे हैं, जो कि मोटर्स को विद्युत (इनपुट) शक्ति के संदर्भ में निर्दिष्ट किया जा सकता है। रियल मोटर्स 100% कुशल से दूर हैं, इसलिए इनपुट विद्युत ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रतिरोधक ताप और घर्षण के कारण गर्मी के रूप में विघटित हो जाएगा।
मेल्स
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