Problema de calentamiento del potenciómetro

Question

Tengo un microcentrífuga que tiene un motor de corriente continua clasificado en 24V, 10 vatios y 7000 rpm.

Le he conectado un potenciómetro de 5W, 500 Ohmios para controlar la velocidad y funciona bien sin calentarse.

Esta microcentrífuga se supone que se utiliza con una pieza ligera. Pero como necesito usarla con algunos tubos grandes, he impreso en 3D algunas piezas y las he conectado en la parte del rotor.

Esta vez, con este peso extra, mi potenciómetro se calienta mucho en un minuto.

¿Se debe a la carga mecánica adicional o hay algo mal con la clasificación de mi potenciómetro?

Answer 1

Controlar un motor de 10W con un potenciómetro de 5W no es ideal en primer lugar. A ciertas velocidades, es posible que ya esté cerca de los 5W, y eso no se distribuirá de manera uniforme a lo largo de toda la longitud del potenciómetro.

Cuanto más carga mecánica pongas en un motor, más corriente consumirá. Más corriente significa más calor en el potenciómetro. Si estás girando el potenciómetro hacia un extremo para aumentar la velocidad y compensar la carga adicional, entonces el calor se está disipando en una parte aún más pequeña de la pista del potenciómetro.

Answer 2

Teóricamente, el peso adicional solo debería afectar la carga durante la aceleración. Sin embargo, mencionaste "He impreso en 3D algunas piezas y las he adjuntado en la parte del rotor." La carga adicional puede deberse a la resistencia aerodinámica creada por esa modificación. Además, los "tubos grandes" causarían arrastre adicional si no están completamente cerrados por los compartimentos del rotor de la centrifugadora.

Otro factor podría ser la velocidad de operación. Si estás operando a una velocidad diferente a la velocidad de prueba inicial, el calor disipado en la olla sería diferente. Además, 500 ohmios no es el valor óptimo para un motor de 10 vatios. Debería estar más cerca de la resistencia efectiva del motor, 24V^2 / 10W = 58 ohmios.

Answer 3

Mi suposición: Cuando quieras usar los tubos extra, probablemente estás cambiando la configuración del potenciómetro.

Si tienes 500 ohmios y 24 V, no pasa nada. Sin embargo, si reduces el valor a 50 ohmios, las pérdidas de Joule se vuelven 10 veces más grandes y a 10 ohmios 50 veces:

$$ \begin{equation} P(R) = \frac{V^2}{R} \end{equation} $$

Si puedes, deberías medir el voltaje y la corriente del potenciómetro.

Answer 4

Puedes simplemente comprar un potenciómetro de alambre más grande. Puedes comprar un control de velocidad de motor de CC (unos pocos dólares desde China). Puedes hacer un controlador PWM usando un 555 y un MOSFET de potencia.

Si optas por esta última opción, también necesitarás un regulador de voltaje como el LM7812 porque la compuerta del MOSFET y el 555 no funcionarán con 24V.

Aquí tienes una idea aproximada, el diagrama estaba originalmente en twovolt.com pero ese sitio parece estar caído, por lo que no hay enlace.