Question:
(Comment) le blocage d'un moteur (servo / CC) le casse-t-il?
Daniël van den Berg
2016-12-13 18:03:19 UTC
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Je ne sais pas pourquoi, où ni comment je l'ai ramassé, mais je crois que si vous alimentez un moteur électrique tout en le bloquant, et en l'empêchant ainsi de bouger, vous l'endommagerez.Je pense au type de moteur suivant, et éventuellement aux servomoteurs:

Simple DIY motor

Est-il vrai que le fait de maintenir l'arbre en place tout en le mettant sous tension l'endommagera?Et si oui, pourquoi?Et cela pourrait-il être évité par de simples mesures?(Comme mettre une résistance devant lui.)

Le "processus dommageable" est-il différent dans les servos ou sont-ils endommagés de la même manière?

Cela dépend si le moteur est construit de manière à ce qu'il casse ou non ...
@PlasmaHH pourriez-vous nous en dire plus?Comment devrait-il être construit pour (ne pas) casser, et étant donné un moteur arbitraire, comment serait-il possible de dire s'il le fera ou non?
Une chose qui n'est pas mentionnée est qu'un moteur calé ne chauffera qu'une ou deux bobines de rotor et des segments de commutateur, de sorte que même si le courant était limité au courant de fonctionnement sûr, il serait toujours plus localisé que dans un moteur tournant (même lentement).La plupart des moteurs utilisent également la rotation pour déplacer l'air et transférer la chaleur vers l'environnement.
Un autre problème avec les moteurs à engrenages réducteurs (servo) à faible coût mal conçus ou fabriqués est que les ensembles d'engrenages à grande vitesse sont parfois constitués de matériaux faibles (plastiques) et ne sont pas capables de résister au couple de décrochage complet.
Le duplicata aurait dû aller dans l'autre sens, c'est une meilleure question et réponse que le duplicata supposé.
Six réponses:
Olin Lathrop
2016-12-13 18:24:18 UTC
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Le simple fait d'arrêter un moteur de tourner ne lui fait pas de mal. Pensez-y. Le moteur est arrêté lors de la première mise sous tension et rien n'est blessé.

La plupart des moteurs sont conçus de manière à ce que les forces mécaniques du couple maximal ne blessent pas le moteur.

La raison pour laquelle certains moteurs ne devraient pas être calés avec la pleine tension appliquée est la chaleur. Toute l'énergie électrique entrant dans le moteur sert à chauffer le moteur. De nombreux moteurs peuvent être surchauffés de cette façon. Les concevoir de manière à pouvoir dissiper la chaleur de la tension maximale appliquée lorsqu'ils sont bloqués nécessiterait de rendre d'autres paramètres moins souhaitables. Dans de nombreux cas, cela n'en vaut pas la peine.

Ce qui aggrave encore le calage d'un moteur, c'est à ce moment-là qu'il consomme le plus de courant. Ainsi, non seulement plus de puissance électrique est déversée dans le moteur, mais une plus grande partie de celle-ci est transformée en chaleur dans le moteur à basse vitesse.

Pour une assez bonne première approximation, pensez à un moteur comme une résistance en série avec une source de tension. La résistance est juste la résistance CC des enroulements. La source de tension représente le moteur agissant comme un générateur lorsqu'il tourne. La tension est proportionnelle à la vitesse et s'oppose à la tension appliquée lorsque le moteur tourne en raison de cette tension appliquée. Un moteur calé ne ressemble donc qu'à une résistance. Au fur et à mesure que le moteur accélère, cette résistance est toujours là, mais moins de tension lui est effectivement appliquée, ce qui l'oblige à consommer moins de courant.

Les contrôleurs de moteur sophistiqués modélisent la température interne du moteur ou la mesurent carrément. Cela comprend le suivi de la quantité de puissance fournie au moteur qui est transférée par l'arbre rotatif et de la quantité dissipée par le moteur sous forme de chaleur. Lorsque le moteur devient trop chaud, la puissance d'entraînement est réduite pour éviter tout dommage.

Puisque les dommages sont dus à la chaleur, caler un moteur à pleine puissance est acceptable pendant au moins "courts" intervalles.La longueur de «court» dépend de la conception du moteur, et c'est quelque chose sur lequel de bonnes fiches techniques vous donnent des conseils.

+1, en plus de simplement répondre à la question, c'est l'une des descriptions les plus accessibles des bases du moteur que j'ai vues.
Ceci, plus le ventilateur de refroidissement (le cas échéant) est entraîné par le même arbre que celui que vous avez calé, de sorte qu'il ne se refroidit même pas aussi efficacement.
Vous voulez dire que vous n'avez pas vu un moteur à courant continu avec une puissance de calage suffisante pour déchirer ses propres composants internes?J'ai.
@Joshua: C'est pourquoi j'ai dit "la plupart" des moteurs ...
Il serait bon de mentionner que les boîtes de vitesses sont généralement les éléments les plus susceptibles de se casser si l'actionneur n'est pas conçu pour fonctionner lorsqu'il est calé (par exemple, les boîtes de vitesses en plastique).Ripper des enroulements ou des aimants en raison d'une mauvaise conception lorsqu'ils sont calés en raison du couple élevé, c'est tellement rare que je le considérerais comme impossible.
Andy aka
2016-12-13 18:41:28 UTC
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Un couple accru entraîne une augmentation du courant: -

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Sans couple, vous obtenez le courant à vide et la vitesse maximale. Avec un couple de calage maximal, vous obtenez un rotor calé et un courant maximal.

Chaque extrémité produit une sortie mécanique nulle, donc toute l'énergie électrique consommée est brûlée dans le moteur.

De toute évidence, avec une tension constante appliquée, la puissance brûlée est beaucoup plus faible lorsque le rotor ne produit pas de couple électrique que lorsque le rotor est calé. C'est parce que le courant est beaucoup plus petit.

Par conséquent, le moteur devient plus chaud lorsqu'il est calé.

si vous alimentez un moteur électrique en le bloquant, et donc en l'arrêtant de bouger, vous l'endommagerez.

Oui, cela peut arriver et pour la raison ci-dessus.

Le "processus dommageable" est-il différent dans les servos, ou endommagé de la même manière?

Si vous voulez dire un servo comme celui-ci: -

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Ensuite, il est moins probable que ce soit un problème car le servoamplificateur limitera le courant à une valeur plus raisonnable (la plupart des servos RC bon marché, etc.) juste pour se protéger. Mais vous ne pouvez généralement pas l'exclure.

Cela pourrait-il être évité par de simples mesures? (Comme mettre une résistance devant lui.)

L'utilisation d'une résistance est possible mais elle limite le courant à un point vital - lorsque le moteur commence à tourner à partir d'une position de repos. Le courant pris doit être le courant de décrochage et, en fonctionnement normal, il dure quelques centaines de millisecondes pour un petit moteur mais, si vous mettez une résistance en série, courant de décrochage complet (et donc de décrochage complet couple) n'est pas disponible et le moteur mettra plus de temps à accélérer pour revenir à un fonctionnement normal. Dans un servomoteur, cela peut être crucial - les temps de réponse sont allongés et cela peut donner un comportement lent à la chose qui est contrôlée.

Des circuits de limitation de courant actif pourraient être utilisés pour permettre de brèves périodes de courant de décrochage complet, mais commencer à réduire le courant si la période dure trop longtemps.Mais, maintenant, vous êtes dans un niveau de sophistication qui peut ne pas fonctionner dans certaines applications.Par exemple, si le moteur est calé et que le courant est coupé, que faites-vous lorsque le signal de demande change - restaurez-vous instantanément le courant complet et faites-vous la situation de décrochage telle qu'elle était lorsque vous n'utilisez pas une telle méthode de contrôle?

FrancoVS
2016-12-13 18:27:25 UTC
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La plupart des modèles de moteurs (y compris le moteur CC à balais classique) consommeront moins de courant plus ils tournent rapidement (dans la direction prévue).Ainsi, si l'arbre est bloqué, le courant sera élevé.Ce courant peut être appelé "courant de démarrage" ou "courant rotor bloqué". Dans certaines conceptions, le moteur n'est pas censé résister indéfiniment au courant de démarrage: il est censé tourner à une vitesse à laquelle sa consommation de courant sera inférieure.Cet appel de courant attendu peut être appelé "courant à l'état stable" dans ces conceptions.

Si trop de courant traverse un moteur, il peut chauffer.Cela peut causer toutes sortes de problèmes, mais la cause de défaillance la plus courante est probablement la défaillance de l'isolation des enroulements à cause du chauffage.

Neil_UK
2016-12-13 18:28:38 UTC
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Le blocage d'un moteur fait augmenter le courant au-dessus du courant nominal, augmentant le couple au-dessus de la valeur nominale et augmentant la dissipation de puissance au-dessus de ce pour quoi il est conçu.

La rupture du couple supplémentaire dépend de la quantité de courant supplémentaire qui circule. Pour la plupart des moteurs, il serait assez difficile d'obtenir suffisamment de courant pour casser quelque chose si vous restez à l'intérieur de la tension nominale. Des abus graves, une surtension avec décrochage seraient nécessaires.

Il en va de même pour la démagnétisation. Rester dans la tension nominale devrait signifier que le courant reste à des niveaux sûrs, même lorsqu'il est calé.

Le fait que la dissipation de puissance supplémentaire fond ou non dépend de la durée pendant laquelle vous le maintenez bloqué. Il sera plus possible d'endommager un moteur de cette façon.

Dave Tweed
2016-12-13 18:25:05 UTC
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Le courant qui traverse un moteur est principalement déterminé par l'EMF arrière que le moteur développe.La force contre-électromotrice est proportionnelle à la vitesse du rotor.Par conséquent, si vous empêchez le rotor de tourner, une grande quantité de courant circule dans les enroulements - c'est ce qu'on appelle le "courant de décrochage" du moteur.

La plupart des moteurs ne sont pas conçus pour gérer le courant de décrochage indéfiniment;les enroulements surchaufferont et l'isolation sera endommagée lorsque la température sera suffisamment élevée.

Spoon
2016-12-13 18:23:13 UTC
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La réponse simple est que cela dépend de la quantité de courant qui peut circuler lorsque le moteur est arrêté / calé.La limite de courant dans cette situation est la résistance de l'enroulement et des balais, etc. La résistance totale du circuit est plus susceptible d'être adéquate pour la limite de courant sur les petits moteurs. Les plus gros moteurs sont plus susceptibles d'avoir besoin d'une forme supplémentaire de limite de courant.

Si le courant est trop élevé, la température augmente et soit brûle les enroulements et / ou fait fondre les plastiques, etc., provoquant un court-circuit ou un blocage du moteur.Les stalles temporaires peuvent généralement être tolérées.Les pièces mécaniques peuvent aussi casser, mais tant que le servo n'est pas forcé vers l'arrière pendant la conduite vers l'avant, ce n'est généralement pas un problème.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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