DC 모터가 움직일 수있는 최대 무게를 측정하는 방법은 무엇입니까?

우리는 ATV 섀시를 기반으로 컴퓨터 제어 전기 자동차 프로젝트를 진행하고 있습니다.

이 차량 (350kg으로 추정)을 이동할 DC 모터를 찾고있는 동안 전동 휠체어 모터를 발견했습니다. 500W 108 rpm 24V DC 모터이며 자체 차동 장치가 있습니다. 세일즈맨은 540kg까지 움직일 수 있다고 말했습니다. 이 숫자의 근거가 무엇인지 모르겠습니다.

또한 500W 1500 rpm 24 V DC 모터가 있습니다. 감속기를 통해 전동 휠체어 모터와 동일한 비율로 rpm을 낮추고 토크를 높이면 최대 540kg까지 움직일 수 있습니까? 아니면 모터가 움직일 수있는 최대 무게가 다른 요인에 따라 달라 집니까? 이것을 어떻게 측정 할 수 있습니까?

미리 감사드립니다.

"판매원이 말 했어요 ..." LOL! 물리학이 그의 것이면 아마도 세일즈맨이 아닐 것입니다. 어쨌든 그의 임무는 장치 작동 여부에 관계없이 판매하는 것입니다.

가장 먼저 결정해야 할 것은 모터에 필요한 전력량입니다. 그러면 나중에 토크와 속도에 대해 걱정할 수 있습니다. 그것들은 서로 교환 될 수 있지만 특정 작업에 특정 힘이 필요한 물리를 속일 수는 없습니다.

전력을 결정하기 위해 살펴 봐야하는 두 가지 최종 사용자 기준이 있습니다. 이것들은 당신이 얼마나 빨리 가속하기를 원하는지, 그리고 당신이 알맞은 언덕 위로 올라 가기를 원하는 최소한의 속도입니다. 언덕 기준을 예로 사용하겠습니다.

20 MPH를 20 % 등급으로 올릴 수 있기를 원한다고 가정 해 보겠습니다 20 % 등급은 매 5 앞으로 1 파트 씩 올라갑니다. 물리 작업이 진행되고 있기 때문에 문제는 4 MPH에서 350 kg을 똑바로 올리는 것으로 줄어 듭니다. 4 MPH는 1.8m / s이며 여기에서 지구상에서 350kg의 무게는 3.43kN입니다. 따라서 소비되는 전력은 다음과 같습니다.

  (1.8 m / s) (3.43 kN) = 6.13 kW

물론 극복해야 할 마찰이있을 것이므로이 예에서는 약 10kW를 원할 것입니다. 500W는 근접하지 않기 때문에 훨씬 더 낮은 성능을 지정하거나 더 큰 모터 (및 전원을 공급하는 전원)를 가져와야합니다.

이것을 뒤집고 500W가 무엇을 할 수 있는지 봅시다.

  (500 W) / (3.43 kN) = 146 mm / s

500W가 전체 장치를 똑바로 들어 올릴 수있는 속도입니다. 예를 들어 20 % 등급에 적용하면 5 배, 즉 730mm / s 또는 1.63MPH로 이동할 수 있습니다. 실제로 마찰 및 기타 손실이 발생하므로 500mm / s = 1.1MPH를 넘지 않아야합니다.

토크에 대해 추가됨

위에서 설명한대로 전원으로 시작해야합니다. 모터가 얼마나 많은 전력을 출력해야하는지 결정하면 토크 / 속도 트레이드 오프에 직면하게됩니다. 휠에서 필요한 토크 / 속도를 파악할 수 있지만, 합리적인 전동기에서 직접 생산하기에는 너무 느리고 너무 높은 토크가 일반적입니다. 결과적으로 휠 샤프트와 모터 샤프트 사이에 약간의 기어링이 있습니다. 어쨌든 기어링이 있기 때문에 좋은 모터를 선택하고 그에 따라 기어비를 적절하게 설계하십시오.

이를 원근법으로 설명하기 위해 위에서 설명한대로 20MPH에서 20 % 정도 올라가는 토크와 속도를 살펴 보겠습니다. 바퀴의 지름이 500mm이고 반경이 250mm이므로 둘레가 1.57m라고 가정 해 봅시다. 20 MPH는 8.9m / s이므로 휠은 5.7Hz로 회전해야합니다. 5.7Hz (342RPM)에서 피크 전력과 효율을 갖춘 적절한 모터를 얻을 수 없을 것입니다. 사용 가능한 최상의 모터에 따라 5 배에서 10 배의 기어비로 끝날 수 있습니다.

예를 들어 10kW 모터가 필요하다고 결정했다고 가정 해 봅시다. 60Hz (3600RPM) 및 26.5Nm, 20Hz 및 80Nm 또는 모두 10kW의 다양한 조합이 될 수 있습니다. 적합한 모터는 제한된 조합으로 만 제공되며 기어링은 어쨌든 맞춤 설계 될 것입니다. 모터를 선택한 다음 기어비를 지정하십시오.