Motor eléctrico muy lento

Question

Un cliente ha preguntado:

Quiero ir un poco más despacio pequeño motor de corriente continua que va de lento a cero RPM. Simplemente usaría una verruga de pared para una fuente de alimentación y un potenciómetro para fijar la velocidad pero la carga en el motor podría cambiar ligeramente. Aunque el arrastre en el motor será muy baja, si esa resistencia cambia, me gustaría que la velocidad del motor se mantuviera bastante estable a pesar de esto.

Un par de personas me dijeron que controlador PWM para este propósito porque un PWM tiene un rango de 0 a 100%. Por supuesto esto no en RPM. Otra persona dijo que el motor podría no frenar correctamente porque la clasificación de hertz en el PWM podría ser para permitir esto o porque el pulsos podría no tener una adecuada cantidad de fuerza para excitar el motor suficiente para moverlo en absoluto cuando el velocidad del motor se establece cerca de cero.

Pensé en usar un st Busqué un Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield for Arduino kit - v1.0 pero no sé casi nada sobre estas cosas, así que no sé si esto sería lo correcto tampoco.

Quiero girar un mando para variar el velocidad de un motor desde unas pocas RPM hasta una velocidad "lenta" ...digamos 60 RPM? ...¿tal vez?

Oh ...comparativamente barato y fácil de instalar sería genial ya que también.

¿Alguna idea?

Answer 1

Los motores de CC no funcionan bien a bajas revoluciones. Se calan y tienen un par horrible. (Por eso se han creado los motorreductores: motores con engranajes integrados. El resultado es un motor un poco más voluminoso, pero con bajas RPM y alto par. Si desmontaras un motorreductor en funcionamiento, verías que la parte del motor funciona a varios miles de RPM, pero está engranada a un máximo de 60 RPM.

Uno de los más comunes y especializados es el servo estándar de hobby, que tiene algunos bits electrónicos adicionales, pero es fundamentalmente un motorreductor. En cualquier sitio donde vendan motores para robótica o excedentes de electrónica encontrarás varios motorreductores diferentes entre los que elegir.

Los motorreductores de CC se controlan igual que los motores de CC normales, por lo que un escudo de motor Arduino funciona perfectamente con ellos.

Answer 2

El par de un motor típico variará a medida que gire, en función de la posición del motor dentro de cada "paso" del conmutador. Este par variable hace que sea muy difícil hacer girar un motor suavemente a velocidades muy lentas.

Un remedio habitual es aplicar al motor ráfagas cortas de corriente, cada una de las cuales es lo suficientemente larga como para mover el motor al menos un paso del conmutador. Cuanto más largas sean las ráfagas, más predecible será el comportamiento del motor, pero más "brusca" será la salida. Tenga en cuenta que hay dos maneras de hacer esto: (1) Dejar que el motor gire libremente después de cada ráfaga de corriente; (2) frenar dinámicamente el motor después de cada ráfaga. Utilizando el enfoque # 1 requerirá típicamente mucho menos potencia para alcanzar cualquier velocidad dada, pero el enfoque # 2 ofrece un control mucho más fino de la velocidad. Tenga en cuenta que cuando se utiliza el enfoque # 2, el motor estará dibujando casi toda su corriente de calado (y disipando toda su potencia de calado) durante gran parte del tiempo que está encendido; si un motor tendría una corriente de calado de 1 amperio y una corriente de 100 mA en funcionamiento, el funcionamiento del motor a un ciclo de trabajo del 1% sería seguro, pero funcionando a algo así como el 50% podría causar fácilmente que se sobrecaliente (que podría generar casi 50 veces más calor de lo que lo haría funcionando normalmente).

Si su objetivo es hacer que el motor funcione a una velocidad controlable que sea aproximadamente el 1% de la velocidad normal, y si el consumo de energía no es una preocupación, el enfoque # 2 puede ser bueno. Si la carga mecánica es constante, el enfoque # 1 puede ser bueno. De lo contrario, es posible que necesite algún tipo de retroalimentación de la velocidad del motor.

Answer 3

En general, un potenciómetro no ser una buena opción para controlar la velocidad de un motor de corriente continua, a menos que sea uno muy pequeño (piense en un consumo de unos 100 mA), ya que el potenciómetro debe estar dimensionado para la corriente consumida por el motor. Además, al restringir la corriente, también estás restando potencia al motor. Por lo tanto, a bajas velocidades utilizando un mecanismo limitador de corriente, verás que sólo puede obtener una pequeña fracción del par que puede a altas velocidades.

Los motorreductores de CC, como se ha señalado, son más apropiados para reducir la velocidad. Como alternativa, puedes fabricar tu propia cadena de engranajes, pero no es probable que sea rentable. Dayton fabrica una gama de motorreductores de corriente continua de 12 V a partir de 0,6 RPM (IIRC).

Entonces, si desea utilizar la velocidad nominal como velocidad máxima, entonces un controlador de velocidad PWM puede ser muy útil. Si bien no hay nada malo con el escudo de motor adafruit para el control de motores de corriente continua, yo prefiero un controlador de velocidad externo, como el L298 Compact Driver de Solarbotics para grandes motores de engranajes de corriente continua.

Tu amigo tiene razón, cada motor tendrá características diferentes en cuanto al ciclo de trabajo PWM más bajo al que responderá de forma fiable. Para la mayoría de mis motores, parece limitar alrededor de 25-35% ciclo de trabajo.

Sí, otra forma excelente de controlar la velocidad de salida es utilizar un paso a paso. Te permite dar pasos discretos cuando quieras. Mientras que un servo también le permite tomar pasos discretos, los menos caros tienden a estar limitados a movimientos mínimos de 1 grado, y están diseñados para moverse lo más rápidamente posible desde la posición actual a la posición definida. Un motor paso a paso estándar de 200 pasos, con un controlador 8x microstepping, le dará efectivamente alrededor de 4 veces la resolución, y por lo tanto la capacidad de hacer más suave, incrementos más pequeños.

Answer 4

Un motor paso a paso sería perfecto para lo que parece que quieres hacer. El inconveniente típico de un motor paso a paso es su baja velocidad. Teniendo en cuenta sin embargo que usted dijo que quiere ir de lento a más lento que funcionaría

Answer 5

Existen "motores BLDC digitales" como los fabricados por ThinGap que fabrican un motor que es a la vez ligero, pequeño y tiene una excelente respuesta a un par extremadamente bajo (lento, alta potencia) así como a altas velocidades (RPM) sin necesidad de ningún engranaje.