Wie unterscheiden sich zwei Gleichstrommotoren gleicher Leistung, aber für unterschiedliche Spannungen in der Größe?

Angenommen, ich habe zwei gebürstete Gleichstrommotoren mit jeweils 3000 U / min und 50 Watt. Einer ist für 18 Volt und der andere für 36 Volt ausgelegt. Wie werden sich ihre Größen unterscheiden?

Ich gehe davon aus, dass man wegen der höheren Spannung von 36 Volt einen doppelt so kleinen Strom in den Wicklungen und damit einen viermal kleineren Querschnitt der Wicklungsdrähte benötigt und somit die Wicklungen deutlich weniger Platz einnehmen.

Welche anderen Größenunterschiede bei diesen Motoren und ihren Teilen (Wicklungen und Kerne) Größen sollte ich erwarten?

Keine Möglichkeit zu sagen, da dies vollständig von den Drehmoment- / Strom- / magnetischen Eigenschaften abhängt. Beide können aufgrund des magnetischen Pfads viel kleiner oder größer sein. Die "Watt" sind eine ziemlich nutzlose Metrik mit Motoren.
@ user26129: Okay, nehmen wir an, sie sind für das gleiche maximale Drehmoment ausgelegt und verwenden identische Kernmaterialien.
@sharptooth Immer noch nicht so einfach: Wenn sich die Spulenparameter ändern, ändert sich auch das Gewicht der Spulen. Wenn sich die Spulen auf dem Rotor und nicht auf dem Stator befinden (Sie erwähnen schließlich Gleichstrommotoren mit Bürsten), ändert dies die Trägheit des Rotors. Mir fallen noch ein paar andere solche Faktoren ein, die dem Problem ärgerliche kleine Wendungen hinzufügen, z. B. Änderungen der Bürstenform und -größe, um mit einer höheren Spannung bei Stromkreisunterbrechung fertig zu werden. Interessante Frage, aber ich bin gespannt, ob endgültige Antworten erscheinen.
Die einfache Antwort ist die Anzahl der Windungen und Änderungen der Drahtstärke, um die höhere Spannung zu kompensieren, vorausgesetzt, Sie möchten den Strom gleich halten ... jedoch geben Benutzer26129 und Anindo Ghosh an, dass sich eine ganze Menge anderer Dinge ändern ...
Finden Sie einen Teilekatalog und einige Beispiele!
@ pjc50: Ich bin mir nicht sicher, ob ich die richtigen Schlussfolgerungen ziehen kann, weil ich nicht wirklich verstehen kann, inwieweit sich die beiden angegebenen Motoren in einem Katalog unterscheiden - vielleicht gibt es einige Designunterschiede, die Größenunterschiede verursachen, nicht nur die Spannungsänderung.
@ user26129 "Die 'Watt' sind bei Motoren eine ziemlich nutzlose Metrik." Ich bin völlig anderer Meinung. Die Ausgangsleistung gibt Ihnen eine sehr gute Vorstellung von der Größe des Motors, den Sie benötigen.
@Eric Es sagt Ihnen nur etwas über den Stromverbrauch, aber nichts, was Sie für ein Anwendungsdesign benötigen. Für jeden Designzweck ist es nutzlos. Sie möchten Drehzahl, Drehmoment bei bestimmten Drehzahlen, Strom und möglicherweise Polzahl wissen, wenn Sie ausgefallenes sensorloses Feedback machen. Um eine Vorstellung von der Nutzlosigkeit von Watt zu geben: Ich habe sowohl in meinem Telefon als auch in meinem 3D-Drucker einen 12-V-10-W-Motor. Das eine ist ein weit unter Nennspannung betriebenes Vibrationsgerät, das andere ein Schrittmotor.
@ user26129 Nun, offensichtlich müssen Sie andere Dinge über die Anwendung wissen. Aber man könnte dasselbe über Drehzahl oder Drehmoment sagen. Ich habe zwei Motoren, die mit 2500 U / min laufen, einer an einem Axialventilator, der andere an einem Betonrüttler. Das bedeutet nicht, dass Geschwindigkeit nutzlos ist, es bedeutet nur, dass Sie mehr Informationen als nur Geschwindigkeit benötigen. Dasselbe gilt für Macht.

Antworten (1)

Wenn Sie einen Motor mit Spannung V1 haben und die gleiche Leistung bei einer neuen Spannung V2 haben möchten, müssen Sie die Anzahl der Windungen mit V2/V1 multiplizieren und Sie müssen Ihren Magnetdraht CMA mit V1/V2 multiplizieren. Um also von 18 V auf 36 Volt zu wechseln, würden Sie die Windungen in Ihrem Motor verdoppeln und die CMA (Circular Mil Area) Ihres Magnetdrahts halbieren (dh die Drahtstärke um 3 erhöhen).

Das ist eine Faustregel. Wenn Sie die tatsächlichen Bewertungstests für die beiden Motoren durchführen, werden Sie einige Unterschiede feststellen. Ein Teil davon ist darauf zurückzuführen, dass durch Motoren mit niedrigerer Spannung mehr Strom fließt als durch Motoren mit höherer Spannung. Einiges davon ist darauf zurückzuführen, dass sich größere Drähte nicht so leicht biegen und nicht so gut auflegen wie kleinere Drähte. Daher können Motorhersteller die Anzahl der Windungen oder die Drahtgröße optimieren, um die Leistung bei den verschiedenen Spannungen so nah wie möglich zu bringen.

Wenn Sie die Anzahl der Windungen verdoppeln und die Drahtstärke halbieren (oder umgekehrt), erhalten Sie bei Verwendung derselben Laminierung ungefähr die gleiche Schlitzfüllung. Kleinere Drähte werden besser gepackt als größere Drähte, sodass Ihre effektive Schlitzfüllung kleiner ist, aber insgesamt ist sie normalerweise nahe genug, dass ein Motorhersteller die gleiche Laminierung verwendet.

Hier ist eine weitere Erklärung, warum Sie die Anzahl der Windungen und den CMA des Magnetdrahts ändern. Sie versuchen, die Flussdichte im Magnetkreis Ihres Motors gleich zu halten. Wenn Sie die Spannung verdoppeln, halbiert sich Ihr Strom basierend auf dem Widerstand Ihrer Spule. Wenn der Strom halbiert wird, braucht man doppelt so viele Windungen, um die gleiche Flussdichte zu erhalten. Wenn Sie jedoch die Windungen verdoppeln, erhöht sich Ihr Widerstand, sodass Sie den CMA Ihres Magnetdrahts um die Hälfte verringern müssen, um den Widerstand (und damit den Strom) wieder auf den ursprünglichen Wert zu bringen.

Angenommen, CMA ist ein Querschnitt, warum mache ich es zweimal weniger statt viermal weniger?
Ja, CMA ist eine kreisförmige Mil-Fläche, die nur die Querschnittsfläche des Magnetdrahts ist. Sie versuchen, die Flussdichte im Magnetkreis Ihres Motors gleich zu halten. Wenn Sie die Spannung verdoppeln, halbiert sich Ihr Strom basierend auf dem Widerstand Ihrer Spule. Wenn der Strom halbiert wird, braucht man doppelt so viele Windungen, um die gleiche Flussdichte zu erhalten. Wenn Sie jedoch die Windungen verdoppeln, erhöht sich Ihr Widerstand, sodass Sie den CMA Ihres Magnetdrahts verringern müssen, um den Widerstand (und damit den Strom) wieder dorthin zu bringen, wo er war.
Ich sehe jetzt. Das ist sehr wichtig und viel offensichtlich. Könnten Sie bitte diese Designbegründung in die Antwort aufnehmen?
Ich habe die Antwort bearbeitet.
Wie unterscheiden sich zwei Gleichstrommotoren gleicher Leistung, aber für unterschiedliche Spannungen in der Größe?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v