如何找到未知直流电动机的电压范围？

我有一台未标记的小型电动机，其速度控制器板烧坏了。我能够弄清楚该电动机是直流电动机，因为它有两根电线伸出，并且速度控制器上有一个整流器。

我想找出电动机的最大电压范围是多少，但是事实证明这很困难。板上似乎有一个三端双向可控硅开关元件，也许还有一个双向可控硅开关元件或某些二极管。没有变压器，所以我想它可能在120V的全电压下工作。还有一堆电阻器和电容器可能用于PWM。

我在钻床上按下了电动机，以570RPM或59.69弧度/秒的速度旋转了轴，并获得了16V的输出。电机电阻为39欧姆（之前读数为50）。

是否有图表或公式表示直流电动机的电压与速度和电压与转矩？

仅供参考，马达直径大约2英寸宽，马达高度大约4英寸。马达上装有塑料蜗轮，并用作颈部按摩器。我的猜测是它需要以高扭矩运行。

这是电动机的照片和电路的快照：

这主要是关于电动机在不过热的情况下可以安全地消耗多少功率。第二个问题是您不希望电动机过度旋转，但是通常情况下，当电动机到达如此远的距离时，这很明显。

您的测量为我们提供了一些思路，但了解该电动机的物理尺寸将对您有所帮助。这样就可以对可能耗散的瓦数进行第一遍猜测。

在570 RPM（9.5 Hz）下，您可获得16 V的输出。大多数电机至少可以达到3600 RPM（60 Hz），所以让我们看看它是如何工作的。以这种速度，根据您的测量，反电动势将为101V。如果您认为使用整流后的120 V AC供电，那么让我们看看170 V的电压是多少，因为如果整流器后面有一个电容器，这就是您得到的电压。剩下的170 V-101 V = 69 V以3600 RPM的速度驱动电动机。这将为电动机提供95 W的功率，除非跨度至少为6英寸，否则这将是一个很大的数目。

让我们换一种方式来看。为了使反电动势为170 V，需要6​​000 RPM（100 Hz）。那将是绝对最大速度。这看似合理吗？对于直流电动机来说，这并不是没有错，对它一无所知。当然，它实际上永远不会那么快，因为将没有实际驱动它的EMF，也没有留下扭矩来驱动其他任何东西。

在5000 RPM下，您将拥有140 V的反电动势和30 V的剩余功率，以170 V in的功率驱动电动机，这将花费18W。如果电动机至少为拳头大小，这可能是合理的。

$V= R*i + e$$V$$R$$e$

正如我在上面的评论中所述，可以测量R，在此我将重复进行测量。由于电刷接触，直流电动机的电阻可能会发生变化。测量电阻的最佳方法是进行几次测量并取平均值。如果可能，请锁定转子，然后向端子施加小电流。测量电压和电流并计算R = V / I。通常，此测试将在〜25％额定电流下进行。重复几次并取平均值。还有一个动态测试，它可以提供更好的结果-就像我刚才说的一样，但是不是锁定转子，而是反向驱动电机。50 RPM足以反向驱动转子。

$e$$e = K_b* \omega$$K_b$$\omega$$K_b$

$K_b$$\frac{16 V}{570 RPM} = 28.07 \frac{V}{kRPM} = 0.268 \frac{V}{rad/sec}$$K_t = 0.268 \frac{Nm}{A}$

$V = R*i$$e=0$$i = \frac{V}{R}$$i$$T_{lr} = K_t*i = K_t*\frac{V}{R}$

$V= R*i + e$$i=0$$V=e$$V= K_b* \omega$$\omega = \frac{V}{K_b}$

一旦获得了不同电压下的失速转矩和不同电压下的最大速度，就可以将它们绘制在一个图上，其中一个轴为速度，另一轴为转矩。连接线路，您将获得不同电压下的各种速度-转矩曲线。

我上面写的内容有很多假设。您应注意的两个主要假设是：1）电动机保持相对凉爽（因此电阻不变），以及2）空载电流为零（实际上不会）。

根据测试后电动机工作的关键程度以及所使用的设备的不同，您可能会慢慢增加电压，同时注意温度，速度和电流。您还可以包括某种机械负载并测量扭矩，例如测功机。您是否满意取决于您自己。

至于公式，这在很大程度上取决于几何形状以及电机内部的缠绕方式。它基本上是一组电磁体，与一组永磁体相互作用，并在适当的时间进行机械切换，以保持其在相同方向上运行。对于给定的强度，您可以制造高电流，低压电磁铁或低电流，高压电磁铁。那只是众多参数之一。我认为您最好还是找到规格表或自己做实验。

假设它是永磁直流电动机（而不是同步，感应或“通用”电动机），则发电机测试表明Kv（速度常数）为3.73rad / s / V或36rpm / Volt。因此，在120V电压下，其转速应约为4300rpm。

对于PMDC电动机，Kt（转矩常数）是Kv的倒数。1 / 3.73 = 0.268Nm / A或38oz-in / A。

如果电阻为50Ω，则堵转电流将为120/50 = 2.4A，因此堵转扭矩应约为0.268 * 2.4 = 0.643Nm或91oz-in。对于“小型”电动机而言，这很多了，所以我怀疑您的一个测量值超出了10倍。您确定它是50Ω而不是500Ω吗？

这是为120VDC设计的典型小型永磁电动机：-

DS-5512-120-6000

Rated voltage:   120VDC
No load speed:   6000±10% rpm
No load current: ≤60mA
Rated speed:     4800±10% rpm
Rated current:   ≤100mA
Rated torque:    120g.cm
Output power:    5.9W
Stall current:   ≥260mA
Stall torque:    ≥600g.cm
Weight:          200g