直流电动机的极限电流

我已经不停地在互联网上搜索了一个多月，现在，我担心我的问题是如此基础，以至于找不到答案。或者，我已经看到答案，并且只认出了它。（目前）我要做的就是为一台小型直流电动机供电，该电动机是从Radio Shack的“壁疣” AC / DC转换器购买的。我有一个开/关开关。虽然我足够了解所有这些知识，但我不知道如何在不烧毁电动机的情况下为其供电。

电机是Radio Shack高速9-18Vdc电机＃2730256。Radio Shack没有提供其组件的规格，但我可以在线找到它：“它需要的1.98A范围内的12-18V。该电机的设计运行速度为1.98 AMPS MAX！”

我尝试使用的第一个电源是来自旧笔记本电脑的壁式电源适配器，该笔记本电脑的额定电流为19V 3.4A。当电动机未施加任何负载时，此方法效果很好。它拉大约0.25安培。但是，当我在上面加一个负载时，电动机便拉了4安培。

不过，“没问题，”我将购买更合适的电源。在eBay上，如果找到18V 2A电源。完善！当它到达时，我将其连接起来，打开电源，然后马达吸取4.5安培！

所以现在我迷路了。我的天真的假设是2安培的电源不会提供超过2安培的电流。这是不正确的，还是我购买了垃圾电源？

还是我真的需要寻找某种限流电路来将电流限制在2安培以下？这样一来，我可以退回购买的货品，而仅使用我的货品即可。它还可以保护电动机免受电流尖峰的影响。我尝试阅读有关内容，但是阅读的内容越多，我就会越困惑。

我所考虑的应用程序将需要很大的扭矩，因此我试图将电源保持在安全范围内。我的下一步将是通过带有555定时器或Arduino板的PWM控制速度。但就目前而言，我很乐意将其打开并运行6个小时，而不会烧坏电动机。我该怎么做呢？如何防止直流电动机消耗比正常情况更多的电流？

重要的是不要使电动机或其任何零件（绕组，电刷，轴承等）过热。

电机中的热量来自于电流平方乘以电阻。

如果电动机的最大额定值为1.95安培，则有三种选择可以避免电动机过热：

1. 确保负载永远不会过高，以免电机失速或过载。
2. 确保电压如此之低，以使流经绕组的电流永远不会高于额定值。
3. 使用电流控制器来驱动电动机，该电动机可以将电流限制在给定的最大值。（通常，平均电流通过PWM进行限制。）

您的“ 2A电源”没有进行限制的原因是它不是以“连续电流限制”为特征而构建的。存在具有此功能的电源，但是它们通常更昂贵，因为与不受限的电源（您可以通过过载使其破坏）或间歇性的限制电源（完全关闭）相比，构建该功能通常更加困难过载或过热。）

电源的安培额定值通常是它可以安全提供的安培数-而不是极限或确切的数字，例如电压额定值。原因是您没有将放大器“推”入负载。负载根据提供的电压及其内部结构（电阻，阻抗）“汲取”电流。

我的建议是获取12V / 2A电源，并查看如果使电机失速会消耗多少电流。如果<2A，那就太好了！如果> 2A，则进一步降低电压，直到停转时汲取的电流可接受。

如果那还不够好，那么请购买一个电源，让您建立一个电流限制，该电源的响应是降低电压，直到电流低于该限制。您可以从Jameco或Digi-Key等地方购买这些作为“组件”，也可以从亚马逊购买便宜的18V / 3A benctop电源（也将提供便捷的数字读出器）。

电机相当坚固，您不必担心-例如1.98和2A之间的差异。但是，过电流会以两种不同的方式缩短电动机的寿命：

1）从长远来看，电机可能会过热。连续额定电流为2A的电动机具有较高的短期额定电流（通常最大为4A断续）的情况并不罕见。每半小时10分钟。关键是通过将电流限制为2A或使其冷却来降低电动机的温度，或者通过例如使用风扇来改善冷却，从而保持电动机的温度降低。

2）直流电动机通常带有电刷-碳块或金属触点在换向器上摩擦。后者特别容易因火花或仅太高的电流而熔化而磨损。碳刷更坚固，但也会磨损和过热。在某些电动机上，它们很容易更换，这是通过硬驱动电动机增加使用寿命的一种方法！

对于您的情况，如果要连续运行6个小时，则需要考虑长期的电流消耗。

这确实意味着要限制电动机的扭矩。

限制电流只会在超过扭矩时使电动机停转-如果电动机带有内部冷却风扇，实际上会使电动机过热的速度更快！

最好以更快的速度运行电动机并使其减速，直到它能够提供所需的扭矩而又不会产生过多的电流。

您需要做的是确定要使磁盘加速到希望旋转的速度，然后适当调整电动机大小所需的扭矩。这是一个相当简单的物理问题，您只需要知道负载的惯性矩及其加速速度即可。对于像大磁盘这样的相当简单的对象，与使其保持运动相比，使它达到最高速度需要更多的扭矩。

扭矩的公式为，其中是扭矩，是惯性矩，是角加速度。磁盘的惯性矩与圆柱体的惯性矩相同，即，其中是磁盘的质量，是半径。 $\tau = I*\alpha$$\tau$$I$$\alpha$$I = \frac{1}{2} m*r^2$$m$$r$

因此，当您打开电动机时，它将消耗尽可能多的电流来加速该磁盘。如果您想出某种方法将电流限制为2安培（对于给定的电动机，这等效于将转矩限制为某个值），那么这等同于限制负载的加速度（）。您的另一个选择是限制加速负载的速度，从而限制所需的扭矩。这可能很简单，例如在一段时间内缓慢施加更多的电压，而不是立即用18 V的电压击中电动机。由于听起来好像您计划控制速度，所以您可能要尝试一下。$\alpha = \frac{\tau}{I}$

当然，所有这些都假定您的电动机尺寸正确。我鼓励您进行计算以找出惯性矩，然后使用加速度要求来确定所需的扭矩。为此，您极有可能根本无法运转的电动机（即，即使负载达到最高速度，也需要更大的扭矩才能使其继续运转，而不是电动机一次可以安全地为您提供6个小时的转矩） ）。

另外，这里是有关电机额定值的说明。大多数电机制造商都根据其内部温度相对于环境温度的变化以及所使用的绝缘材料对电机进行评级。因此，对于给定的绝缘类型，电动机制造商将对电动机进行加载，以使电动机绕组上升（例如）85$^{\circ}$C长时间处于环境空气温度之上。铭牌上的扭矩，电流，速度等数据来自该测试。因此，如果电动机说它的额定电流为2安培，则意味着如果您长时间以2安培（例如6小时）运行，那么您应该期望电动机的绕组会变得与绝缘体一样热被评为。这也意味着只要电动机绕组的温度不超过该温度，您就可以在短时间内使电动机过载。您遇到的问题是，您不知道电动机中存在哪种绝缘，并且您可能没有测试设备来正确确定可能会使电动机过载的程度。基本上，我要说的是，在短时间内（例如1分钟）吸取4.5 Amps是“

为什么没有人只是告诉他使用抵抗器？这就是安全地限制汽车空调系统中鼓风机风扇的方式。您可以确定在给定电压下需要传递多少电流的电阻值。这将防止电动机消耗比电阻通过的电流更多的电流。