ब्रशलेस मोटर की टॉर्क और स्पीड से संबंधित करंट और वोल्टेज कैसे होते हैं?

Question

मुझे पता है कि इलेक्ट्रिक वाहनों में बैटरी और मोटर के आधार पर अलग-अलग प्रदर्शन होते हैं, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल इकाइयां कैसे संबंधित हैं।

क्या कोई कृपया मदद कर सकता है?

क्या 50V मोटर से बेहतर 100V मोटर ढलान के खिलाफ खड़ी होगी?

Comments

संभवतः, लेकिन वर्तमान को जानने के बिना यह कहना असंभव है कि आपूर्ति की जा सकती है या दक्षता, स्वीकार्य लोडिंग (थर्मल, चुंबक क्षति अगर एक पीएम डिजाइन, आदि) पहाड़ी पर चढ़ने में लगने वाले समय की अवधि के लिए, या यहां तक ​​कि गियरिंग भी। । 12v ताररहित ड्रिल की तुलना में ड्रिलिंग छेद पर एक 120v इलेक्ट्रिक इरेज़र की संभावना सबसे अधिक हीन है।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 1

एक मोटर की विद्युत विशेषताओं और यांत्रिक प्रदर्शन के बीच संबंध की गणना इस तरह की जा सकती है (ध्यान दें: यह एक आदर्श ब्रश डीसी मोटर के लिए विश्लेषण है, लेकिन इसमें से कुछ अभी भी एक गैर-आदर्श ब्रशलेस डीसी मोटर पर लागू होना चाहिए)।

एक डीसी मोटर को एक रोकनेवाला और वोल्टेज बैक-ईएमएफ स्रोत के साथ एक सर्किट के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। अवरोधक मोटर वाइंडिंग के आंतरिक प्रतिरोध को दर्शाता है। बैक-ईएमएफ चुंबकीय क्षेत्र में चलती विद्युत धारा द्वारा उत्पन्न वोल्टेज को मॉडल करता है (मूल रूप से एक डीसी इलेक्ट्रिक मोटर एक जनरेटर के रूप में कार्य कर सकता है)। श्रृंखला में एक प्रारंभ करनेवाला जोड़कर मोटर के निहित अधिष्ठापन को मॉडल करना भी संभव है, हालांकि अधिकांश भाग के लिए मैंने इसे अनदेखा किया है और मान लिया है कि मोटर अर्ध स्थिर स्थिति में है, या मोटर की समय प्रतिक्रिया समय पर हावी है यांत्रिक प्रणालियों के बजाय विद्युत प्रणालियों की समय प्रतिक्रिया। यह आमतौर पर सच है, लेकिन जरूरी नहीं कि हमेशा सच हो।

जनरेटर मोटर की गति के लिए आनुपातिक EMF पैदा करता है:

$$V_{emf} = k_i * \omega$$

कहा पे:

ω = रेड / एस

$$k_i = \text{a constant.}$$ $$\omega = \text{the motor speed in}\ \text{rad}/\text{s}$$

आदर्श रूप से स्टाल गति पर कोई बैक ईएमएफ नहीं है, और नो-लोड गति पर बैक ईएमएफ ड्राइविंग स्रोत वोल्टेज के बराबर है।

मोटर के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की गणना की जा सकती है:

वी एस = स्रोत वोल्टेज आर =

$$I = (V_S - V_{emf}) / R = (V_S - k_i * \omega) / R$$ $$V_S = \text{source voltage}$$ $$R = \text{motor electrical resistance}$$

अब आइए मोटर के यांत्रिक पक्ष पर विचार करें। मोटर द्वारा उत्पन्न टॉर्क मोटर के माध्यम से बहने वाली धारा की मात्रा के समानुपाती होता है:

$$\tau = k_t * I$$

τ =

$$k_t = \text{a constant}$$ $$\tau = \text{torque}$$

उपरोक्त विद्युत मॉडल का उपयोग करके आप यह सत्यापित कर सकते हैं कि स्टाल की गति से मोटर में अधिकतम विद्युत प्रवाह होता है, और इस प्रकार अधिकतम टोक़। इसके अलावा, नो लोड स्पीड पर मोटर में न तो कोई टॉर्क होता है और न ही कोई करंट प्रवाहित होता है।

मोटर सबसे अधिक बिजली का उत्पादन कब करता है? खैर, शक्ति की गणना दो तरीकों से की जा सकती है:

विद्युत शक्ति:

$$P_e = V_S * I$$

यांत्रिक शक्ति:

$$P_m = \tau * \omega$$

यदि आप इन्हें प्लॉट करते हैं, तो आप पाएंगे कि एक आदर्श डीसी मोटर के लिए अधिकतम बिजली आधी-लोड गति से आती है।

तो सभी चीजों पर विचार किया गया, मोटर वोल्टेज कैसे ढेर हो गया?

उसी मोटर के लिए, आदर्श रूप से यदि आप डबल वोल्टेज लागू करते हैं तो आप नो-लोड गति को दोगुना करेंगे, टॉर्क को दोगुना करेंगे, और बिजली को चौगुना करेंगे। यह निश्चित रूप से माना जाता है कि डीसी मोटर जलता नहीं है, एक राज्य तक पहुंचें जो इस सरल आदर्श मोटर मॉडल का उल्लंघन करता है, आदि।

हालांकि, विभिन्न मोटर्स के बीच यह बताना असंभव है कि केवल वोल्टेज रेटिंग के आधार पर दो मोटर्स एक दूसरे की तुलना में कैसा प्रदर्शन करेंगे। तो आपको दो अलग-अलग मोटर्स की तुलना करने की आवश्यकता क्या है?

आदर्श रूप से आप वोल्टेज रेटिंग और स्टाल करंट जानना चाहते हैं ताकि आप अपने इलेक्ट्रॉनिक्स को उचित रूप से डिजाइन कर सकें और आप नो-लोड स्पीड और स्टाल टॉर्क जानना चाहते हैं ताकि आप अपने मोटर के यांत्रिक प्रदर्शन की गणना कर सकें। आप मोटर की वर्तमान रेटिंग भी देखना चाहते हैं (यदि आप उन्हें बहुत लंबे समय तक रोकते हैं तो कुछ मोटरें क्षतिग्रस्त हो सकती हैं!)। यह विश्लेषण कुछ हद तक मोटर के दक्षता पहलू की भी उपेक्षा करता है। पूरी तरह से कुशल मोटर के लिए, , या । यह दो समीकरणों का उपयोग करके विद्युत गणना का कारण होगा (अर्थात विद्युत शक्ति यांत्रिक शक्ति के बराबर होती है)। हालांकि, असली मोटर्स पूरी तरह से कुशल नहीं हैं। कुछ करीब हैं, कुछ नहीं हैं।P e = P $k_i = k_t$$P_e = P_m$

ps अपनी गणना में मैंने मोटर गति का उपयोग । यह करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है या से विभाजित करके ..राजस्व / एस 2 $\text{rad}/\text{s}$Hz$\text{rev}/\text{s}$$2\pi$

Comments

हम में से कई गैर-विशेषज्ञों के लिए, यदि हम स्वचालित रूप से समझ गए हैं कि सूत्र में से प्रत्येक के लिए कौन सा प्रतीक खड़ा है, तो हमें आपकी स्पष्ट व्याख्या की कोई आवश्यकता नहीं होगी। शायद आप "जहां in = fill_in_the_blank" और "जहां in = fill_in_the_blank" के साथ अपने जवाब में सुधार कर सकते हैं?

— mickeyf_supports_Monica

तो संक्षेप में, वी आनुपातिक है ... वी :-) और मैं टोक़ के लिए आनुपातिक है।

— जम्पजैक

मुझे यह भी लगता है कि एक उच्च वोल्टेज मोटर "बेहतर" है क्योंकि इसमें निचली धाराएं शामिल हैं, इसलिए जौल प्रभाव के कारण कम ऊर्जा हानि होती है।

— जम्पजैक

उत्तर में स्थिरांक को परिभाषित करना उपयोगी होगा। गणना का एक वास्तविक उदाहरण दिखाना बहुत उपयोगी होगा।

— ज़ेफुर

Answer 2

4 साल तक बिजली के वाहनों का उपयोग करने और अध्ययन करने के बाद मुझे पता चला कि "ग्रेडैबिलिटी" (विशिष्ट ग्रेड की ढलान बढ़ाने की क्षमता) मोटर टॉर्क पर निर्भर करती है, और टॉर्क करंट पर निर्भर करता है।

वोल्टेज इसके बजाय "नियंत्रित करता है" कि मोटर कितनी तेजी से चल सकती है: एक मोटर जिस अधिकतम गति तक पहुँच सकती है वह वह गति है जिस पर मोटर एक वोल्टेज उत्पन्न करता है (जिसका नाम "काउंटर-इलेक्ट्रोमोटिव बल" है) जो बैटरी से प्राप्त वोल्टेज के बराबर है (अवहेलना) बिजली की हानि और सादगी के लिए घर्षण)।

जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो मोटर कितना चालू हो सकता है, यह निर्भर करता है कि कॉइल के तार कितने मोटे होते हैं (मोटे = उच्च धारा = उच्च टोक़), कॉइल्स के कारण आंतरिक प्रतिरोध (उच्च प्रतिरोध, उच्च गर्मी का उत्पादन, तारों तक) पिघल)।

एक 1000W मोटर को ध्यान में रखते हुए:

• 100V / 10A प्रदान करने से आप उच्च गति तक पहुँच पाएंगे, लेकिन आप अधिक ढलान नहीं उठा पाएंगे।

• 10V / 100A प्रदान करना आप बहुत धीरे-धीरे आगे बढ़ेंगे लेकिन आप उच्च श्रेणी की ढलान पर चढ़ पाएंगे (यह मानकर कि मोटर 100A को सहन कर सकती है)।

एक अधिकतम मोटर जो सह सकती है उसे "रेटेड करंट" नाम दिया जाता है, जो मोटर "स्टाल करंट" से कम होता है, अर्थात जब वोल्टेज लगाया जाता है तो मोटर के तारों में प्रवाहित धारा और मोटर को रोक कर रखा जाता है। मोटर CANNOT अपने स्वयं के स्टाल करंट को सहन करता है, जो जल्द ही तारों को पिघला देगा। यही कारण है कि इलेक्ट्रॉनिक्स वर्तमान मूल्य को निर्धारित करने के लिए अधिकतम वर्तमान को सीमित करता है।

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+1 वास्तव में ओपी के प्रश्न का उत्तर देने के लिए, प्रभावी उत्तर के बजाय "यह निर्भर करता है"।

— U007D

वोल्टेज और अधिकतम गति के बीच संबंध के बारे में जोड़ा विवरण

— जम्पजैक

Answer 3

किसी भी मोटर में, मूल सिद्धांत बहुत सरल है:

• घूर्णी गति को लागू वोल्टेज के लिए आनुपातिक है
• टोक़ वर्तमान खींचा आनुपातिक है

100 वोल्ट मोटर एक मोटर है जो अधिकतम 100 वोल्ट ले सकती है, और 50 वोल्ट मोटर अधिकतम 50 वोल्ट। चूंकि 100 वोल्ट की मोटर अधिक वोल्ट ले सकती है, यदि बाकी सभी समान हैं, तो यह आपको उच्च अधिकतम गति दे सकता है।

लेकिन वोल्टेज में अंतर टोक़ को प्रभावित नहीं करता है। एक पहाड़ी पर जाने के लिए अधिक टोक़ प्राप्त करने के लिए, आपको अपनी मोटर को अधिक वर्तमान के साथ आपूर्ति करने की आवश्यकता है। एक मोटर जो अधिक करंट ले सकती है (और एक बैटरी और मोटर कंट्रोलर जो अधिक करंट की आपूर्ति कर सकता है) आपको पहाड़ी की मदद करने के लिए और अधिक टॉर्क देगा।

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आप सही बाहर शुरू करते हैं, लेकिन एक गलत निष्कर्ष पर पहुंचते हैं जब आप न केवल चुंबकीय डिजाइन पर विचार करने की उपेक्षा करते हैं, बल्कि विभिन्न तार आकार और बारी बारी से घाव को गिनते हैं जो अन्यथा एक ही मोटर संरचना है।

— क्रिस स्ट्रैटन

स्पष्ट करने के लिए, यदि आपके पास दो अन्यथा समान मोटर हैं, लेकिन उनमें से एक में इसकी घुमावों के रूप में दो बार मोड़ है, तो दूसरी तरफ, कम टर्न काउंट मोटर 50 वी पर उतनी ही शक्ति खींचेगी जितनी डबल टर्न काउंट मोटर पर होगी 100 वी। दोनों एक ही गति से घूमते हैं, और 50 वी मोटर 100 वी एक के रूप में वर्तमान को दोगुना कर देगा।

— JMS

निश्चित रूप से मोटर का डिज़ाइन इसके टॉर्क स्थिर और इसके वेग स्थिर को प्रभावित करता है। लेकिन यह इस तथ्य को नहीं बदलता है कि गति वोल्टेज के लिए आनुपातिक है, और वर्तमान के लिए टोक़। वे महत्वपूर्ण तथ्य हैं जो बहुत से लोगों को समझ में नहीं आते हैं।

— दानी

Answer 4

इलेक्ट्रिक मोटर्स को एक ही गति और टॉर्क आउट के लिए वोल्टेज और करंट की एक विस्तृत श्रृंखला पर डिज़ाइन किया जा सकता है। बस दो मोटर्स के इच्छित ऑपरेटिंग वोल्टेज की तुलना करना आपको उन मोटरों के बारे में ज्यादा नहीं बताता है जो उन मोटर्स को अंततः कर सकते हैं। उच्च शक्ति के लिए डिज़ाइन किए गए मोटर्स उच्च वोल्टेज पर काम करते हैं, लेकिन ऐसा ज्यादातर इसलिए होता है ताकि करंट एक उचित सीमा के भीतर हो सके।

किसी विशेष कार्य के लिए दो मोटर्स की तुलना करने के लिए, आपको आउटपुट मापदंडों को देखना होगा। ये टॉर्क, स्पीड रेंज और पावर होगी।

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क्या आप इस बात का उदाहरण देंगे कि इसकी गणना कैसे की जाती है? :) उदाहरण के लिए: मान लीजिए कि मैं एक फ्लैट ग्रेट 6 को हिलाना चाहता था "स्क्रीन के ऊपर 30 एलबी लोड के साथ छोटे बिट्स के माध्यम से झारना। कोई यह गणना करने के लिए कैसे जाएगा कि मोटर को ऐसा करने के लिए किस आकार की आवश्यकता होगी?

— ज़ेफर्ट

Answer 5

मोटर का यांत्रिक प्रदर्शन निश्चित रूप से मुख्य रूप से इसके भौतिक वोल्टेज पर निर्भर करता है, न कि इसके नाममात्र वोल्टेज पर। उच्च शक्ति मोटर उच्च वोल्टेज पर काम करेंगे, लेकिन यह आपको ज्यादा नहीं बताता है।

मैं बारीकियों के बारे में विस्तार से नहीं बताऊंगा, लेकिन जब आप मोटर के मापदंडों को देखना चाहते हैं, तो अनुमान लगाने के लिए अंगूठे का एक अच्छा नियम है। एक लंबी मोटर उच्च आरपीएम प्राप्त करेगी, और एक विस्तृत मोटर अधिक टोक़ देने में सक्षम होगी। आप शायद कल्पना कर सकते हैं कि यह कैसे काम करता है - एक विस्तृत मोटर में एक विस्तृत रोटर होगा, इसलिए अंदर चुंबकीय क्षेत्रों की ताकत एक बड़ा टोक़ बनाएगी।

इसलिए, यदि आपके पास समान लंबाई के दो मोटर्स हैं, लेकिन उनमें से एक व्यापक है, तो आप उच्च टोक़ उत्पन्न करने में सक्षम होने की उम्मीद कर सकते हैं।

Answer 6

बहुत बुनियादी शब्दों में (हेलोवर्ल्ड के उत्तर में विज्ञान थोड़ा सा कवर है):

शक्ति वोल्टेज है * वर्तमान (पी = चतुर्थ)। किसी दिए गए पावर के लिए, 1000 वाट / 1 किलोवाट कहें, आप 10 वी मोटर डिजाइन कर सकते हैं जो 100 ए या 100 वी मोटर का उपयोग करता है जो समान नाममात्र शक्ति के लिए 10 ए का उपयोग करता है :

10 V * 100 A = 1000 watts
100 V * 10 A = 1000 watts

आपका अगला विचार यह है कि विभिन्न क्षमताएँ कैसे ढेर हो जाती हैं - पावर ट्रेन के प्रत्येक भाग के लिए प्रत्येक भाग के निर्माण का कुछ इष्टतम तरीका होगा जो मूल्य के लिए सर्वोत्तम दक्षता देता है। उदाहरण के लिए, यदि आप 10 वी विकल्प के लिए गए थे, तो 100 ए को संभालने के लिए आपको बहुत बड़े भारी तारों (या बस बार) की आवश्यकता होगी, जबकि 10 ए काफी पतले छोटे तारों को खुशी से प्रवाहित करेगा।

हालाँकि, शायद एक कंट्रोल यूनिट / चार्जर बनाना मुश्किल है जो 10 वी पर 100 वी पर काम करता है (यह निश्चित रूप से औसत उपयोगकर्ता के लिए सुरक्षित है अगर उनकी उंगलियों को छड़ी करने के लिए चारों ओर कोई उच्च वोल्टेज लात नहीं मार रहा है)।

तो, वहाँ एक करतब दिखाने के लिए काम किया जा सकता है कि सिस्टम कैसे ढेर हो जाता है - आपके द्वारा लगाई गई शक्ति के प्रत्येक वाट के लिए, आप दूसरे छोर से कितनी उपयोगी ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं?

यह एक बड़े आलसी V8 और एक चिल्ला टर्बो मोटर के बीच अंतर की तरह है , दोनों एक ही शक्ति बना सकते हैं, लेकिन प्रत्येक समस्या का एक बहुत ही अलग जवाब है।

Answer 7

वोल्टेज और करंट उर्फ ​​पावर उर्फ काम करने की क्षमता के अनिवार्य घटक हैं । कताई मशीनरी के माध्यम से काम करने के लिए एक रोटरी-अभिनय बल की आवश्यकता होती है - एक टोक़ । वह दर जिस पर काम आगे बढ़ता है (समय परिचय) और माप शक्ति बन जाता है। अधिक शक्ति - वर्तमान या वोल्टेज या दोनों में वृद्धि।

Answer 8

आपको बस इतना सोचना है कि बिजली की रेटिंग और नाममात्र वोल्टेज है। यदि आपके द्वारा लगाया जाने वाला वोल्टेज अधिक है (वोल्टेज सीमा के भीतर होना चाहिए) तो यह कम धारा और कम टॉर्क ले सकता है जो कि वास्तव में एक निश्चित वोल्टेज के लिए स्पीड-टॉर्क कर्व से पता लगाया जा सकता है।

वोल्टेज गति के लिए आनुपातिक है, और टोक़ वर्तमान के लिए आनुपातिक है। जो अधिकतम करंट ले सकता है उसे करंट का दर्जा दिया जाता है और संबंधित टॉर्क को स्पीड टॉर्क कर्व से पाया जा सकता है (जैसा कि आप वोल्टेज (आरपीएम = के * वी) से गति जानते हैं) जहां k मोटर की गति स्थिर है)।

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-1 मैला ढोना और पूंजीकरण के लिए।

— ट्रांजिस्टर

हर कोई देशी अंग्रेजी बोलने वाला नहीं है। स्टैक एक्सचेंज साइट्स आपको इस तरह के कारणों के लिए उत्तर संपादित करने की अनुमति देती हैं।

— U007D

इस तरह के कारणों के लिए, किसी को भी "डाउन-वोट करने" की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए। मतदान नहीं हो रहा है, पहले से ही "पर्याप्त सजा है!"

— गुइल