Como leer las características de un motor DC

Publicado por Loli Diéguez en

Elegir un motor de CC adecuado (o motor de engranajes de corriente continua) para una aplicación específica puede ser una tarea abrumadora y muchos fabricantes solo proporcionan especificaciones básicas del motor.

Es posible que estas especificaciones básicas no sean suficientes para tus necesidades. A continuación se enumeran las especificaciones ideales del motor y, siempre que sea posible, formas de aproximar los valores.  

Especificaciones básicas de motores DC

 

A continuación, te mostramos una lista de las especificaciones más comunes que podrían enumerar un fabricante de motores de CC.

Para la mayoría de los aficionados, con esta información básica es suficiente para tomar una buena decisión sobre qué motor comprar.

Voltaje nominal de un motor DC

Es la tensión que corresponde a la máxima eficiencia del motor. Intenta elegir un paquete de batería principal que se acerque más al voltaje nominal de los motores de accionamiento.

Por ejemplo, si el voltaje nominal del motor es de 6 V, usa un paquete de 5 x 1,2 V NiMh para obtener 6 V. Si su motor funciona a 3,5 V nominales, puedes usar un paquete de NiMh 3xAA o 3xAAA o un paquete LiPo o LiIon de 3.7V. 

Si opera un motor fuera de su voltaje nominal, la eficiencia del motor disminuye, por lo que a menudo requiere corriente adicional, que genera más calor y disminuye la vida útil del motor. 

Aparte de un "voltaje nominal", los motores de CC también tienen un rango de voltaje de operación fuera del cual el fabricante no recomienda operar el motor.

Por ejemplo, un motor de engranajes de 6 V CC puede tener un rango de funcionamiento de 3 a 9 V; no funcionará tan eficientemente en comparación con 6V.

RPM sin carga 

Es la velocidad mas rápida (velocidad angular) a la que el motor irá suponiendo que no haya nada conectado a él, es decir, que no tenga carga. Si el motor tiene una marcha hacia abajo y la velocidad del motor no se indica por separado, el valor de rpm sin carga es la velocidad del eje después de la marcha hacia abajo. 

Las RPM del motor son proporcionales a la entrada de voltaje. 

“Sin carga” significa que el motor no encuentra resistencia alguna (sin buje o rueda montada hasta el final). Por lo general, las RPM sin carga proporcionadas están asociadas con el voltaje nominal.

Potencia nominal 

La potencia está relacionada con la corriente (I) y la tensión (V) mediante la ecuación P = I * V. 

Utiliza la corriente sin carga y el voltaje nominal para aproximar la potencia de salida del motor.

La potencia máxima del motor (que solo debe usarse durante un período breve) se puede calcular utilizando la corriente de bloqueo y la tensión nominal (en lugar de la tensión máxima).

Par de bloqueo 

Este es el par máximo que un motor puede proporcionar. 

Es importante tener en cuenta que la mayoría de los motores sufrirán daños irreparables si se someten a condiciones de bloqueo durante más de unos pocos segundos. 

Al elegir un motor, debes considerar someterlo a no más de ~ 1/4 a 1/3 del par de bloqueo.

Corriente de bloqueo 

Esta es la corriente que consumirá el motor en condiciones de par máximo. Este valor puede ser muy alto y si no tiene un controlador de motor capaz de proporcionar esta corriente, es muy probable que sus componentes electrónicos también se quemen

Si no se proporciona la corriente nominal ni la parada, intenta utilizar la potencia nominal del motor (en vatios) y la tensión nominal para estimar la corriente:

Potencia [vatios] = tensión [voltios] x corriente [amperios]

Especificaciones generales 

Las especificaciones generales de un motor de CC generalmente incluyen el peso, la longitud y el diámetro del eje, así como la longitud y el diámetro del motor. 

Otras dimensiones útiles incluyen la ubicación de los orificios de montaje y el tipo de rosca.

Si solo se proporciona la longitud o el diámetro, consulta una imagen, foto o dibujo a escala para tener una idea de las otras dimensiones según el valor conocido.

 

Motores DC

 

Esfuerzo de torsión

El "Torque" se calcula multiplicando una fuerza (que actúa a una distancia de un pivote) por la distancia. 

Un motor clasificado con un par de bloqueo de 10 Nm puede contener 10 N al final de 1 m. Del mismo modo, también podría contener 20 N al final de 0,5 m (20 x 0,50 = 10) y así sucesivamente. 

Nota : 1 kg * fuerza de gravedad (9,81 m / s2) = 9,81 N (~ 10 N para cálculos rápidos)

Formula del esfuerzo de torsion


Especificaciones adicionales de los motores DC

Muchos fabricantes de motores ahora están enumerando información adicional que puede ser muy útil al seleccionar el motor correcto.

A continuación te muestro información adicional que puedes encontrar al buscar motores de CC:

Voltaje vs. RPM 

Idealmente, el fabricante enumeraría la gráfica del voltaje de un motor frente a las rpm. 

Para una aproximación rápida, considera usar las rpm sin carga y el voltaje nominal: (voltaje nominal, rpm) y el punto (0, 0). Consulta "marcha abajo" a continuación para los motores con una marcha abajo.

Par frente a corriente 

La corriente es un valor que no se puede controlar fácilmente. Los motores de CC utilizan solo la corriente que necesitan. Las especificaciones ideales incluyen esta curva y las aproximaciones no se reproducen fácilmente.

El par de bloqueo está relacionado con la corriente de bloqueo.

Un motor al que se le impide girar consumirá la corriente máxima ("parada") y producirá el par máximo posible. La corriente necesaria para proporcionar un par determinado se basa en muchos factores, incluido el grosor, el tipo y la configuración de los cables utilizados para fabricar el motor, los imanes y otros factores mecánicos.

Especificaciones técnicas o dibujo CAD 3D 

A muchos constructores de robots les gusta dibujar su robot en el ordenador antes de comprar las piezas necesarias.

Aunque todos los fabricantes de motores tienen un dibujo CAD con las dimensiones, rara vez lo ponen a disposición del público.

Las dimensiones ideales del motor incluyen los conceptos básicos enumerados anteriormente, así como la ubicación de los orificios de montaje y el tipo de rosca. Idealmente, también se proporcionarían los materiales utilizados para fabricar el motor, los engranajes y el devanado, así como las dimensiones separadas para el motor y el engranaje hacia abajo.

Bajar el engranaje 

Los fabricantes de motores de CC que también producen la reducción correspondiente para un motor deben enumerar la relación de reducción. 

La marcha hacia abajo actúa para aumentar el par y reducir las rpm. El valor de RPM sin carga proporcionado es siempre el del último eje de salida después de bajar el engranaje. 

Para encontrar la velocidad angular del eje del motor antes de que baje el engranaje, multiplica el valor por la relación del engranaje. 

Para obtener el par de bloqueo del motor antes de bajar el engranaje, divide el par de bloqueo por el engranaje hacia abajo. 

El material utilizado para fabricar los engranajes internos suele ser plástico o metal y se eligen para poder soportar el par máximo. 

Calcula la marcha abajo dados los valores antes y después de la marcha abajo:

Codificador de ópticas

Accesorios 

Un codificador óptico es el accesorio más común para un motor de engranajes. Encontrar el tamaño correcto de codificador óptico para tu motor puede resultar muy difícil si no es de la misma empresa. 

Un codificador óptico te permite rastrear tanto la dirección de rotación como el número de revoluciones del motor. 

Con el código correcto, un codificador óptico también puede darte el ángulo del eje.

Bujes y acopladores de eje

Los elementos secundarios, como los cubos (que se utilizan para conectar el eje de salida a otros elementos), están comenzando a estar disponibles lentamente para ejes de salida de diferentes tamaños. 

Solo unos pocos fabricantes ofrecen acopladores de eje genéricos.

Si no puedes encontrar el acoplador adecuado, considera usar engranajes rectos para desplazar el eje a otro de diferente tamaño. 

La siguiente imagen muestra tres tipos diferentes de acopladores. El orificio en el cubo es para un tornillo roscado ("tornillo de fijación") que presiona firmemente contra el eje.

Tipos de acopladores

 

Espero que este artículo te ayude a leer mejor las especificaciones de los motores CC.

 

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