모터의 정지 전류와 자유 전류는 무엇입니까?

전기 모터의 정지 및 자유 전류는 무엇입니까? 예를 들어이 Vex 모터 는 페이지 하단에 정지 및 자유 전류를 표시합니다.

나는 일반적인 아이디어를 이해한다고 생각하지만 자세한 설명이 도움이 될 것입니다.

짧은 답변

• 스톨 전류 is the maximum current drawn¹, when the motor is applying its maximum torque, either because it is being prevented from moving entirely or because it can no longer accelerate given the load it is under.

• 자유 전류 는 모터가 무부하 상태에서 최대 속도로 자유롭게 회전 할 때 유입되는 전류 입니다.² other than friction and back-emf forces in the motor itself.

^{1 : 정상 조건에서, 즉 모터 에 한 방향의 최대 속도에서 다른 방향의 최대 속도로 이동 하라는 요청이 없습니다..
2: This assumes the motor is not being driven by external forces.}

Long answer

Stall Current

스톨 토크 의 Wikipedia 페이지에서:

스톨 토크 는 출력 회전 속도가 0 일 때 장치에 의해 생성되는 토크 입니다. 또한 장치의 출력 회전 속도가 0이되어 정지 가 발생하는 토크 부하를 의미 할 수도 있습니다 . 정지는 모터가 회전을 멈추는 조건입니다. 이 조건은 부하 토크가 모터 샤프트 토크보다 클 때, 즉 브레이크 다운 토크 조건 일 때 발생합니다. 이 상태에서 모터는 최대 전류를 소비하지만 모터는 회전하지 않습니다. 전류를 정지 전류라고합니다.

...

전동기

전동기 는 정지시 계속 토크를 제공합니다. 그러나 정지 된 상태로 방치 된 전기 모터는 이러한 조건에서 전류가 최대로 흐르기 때문에 과열되고 손상 될 수 있습니다.

전기 모터가 손상없이 정지 될 때 장기적으로 생성 할 수있는 최대 토크를 최대 연속 스톨 토크 라고합니다 .

따라서이 모터 의 사양 에서

Stall Torque:  8.6 in-lbs
Stall Current: 2.6 A

모터가 8.6 in-lbs 이상의 토크를 적용해야하는 경우 모터는 이동을 멈추거나 (마찰에 대항하여 작동하는 경우 가속) 최대 2.6A의 전류를 끌어들입니다.

그것이 어떤 종류의 모터인지는 말하지 않지만, 2 선식 인터페이스 로 인해 브러시 DC 전기 모터 가 될 것으로 기대합니다 .

로드되지 않은 DC ​​모터가 회전함에 따라 모터에 적용되는 전류에 저항하는 역류 기전력이 발생합니다. 회전 속도가 증가함에 따라 모터를 통과하는 전류는 떨어지고 자유 회전 모터는 전류가 거의 없습니다. 모터에 부하가 가해져 모터를 통과하는 전류가 증가하는 회 전자를 늦추는 경우에만 해당됩니다.

로부터 카운터 기전력 페이지 위키 피 디아 :

에서는 모터 제어 와 로봇 , 용어 "백 EMF는"종종 상기 모터의 회전 속도를 추정하는 회전 모터에 의해 발생되는 전압을 이용하여 지칭한다.

그러나 DrFriedParts가 설명했듯이 이것은 이야기의 일부일뿐입니다. 최대 연속 스톨 토크는 훨씬 낮을 수보다 최대 토크 따라서 현재. 예를 들어 한 방향으로 최대 토크에서 다른 방향으로 최대 토크로 전환하는 경우. 이 경우 소비 전류는 연속 스톨 전류의 두 배가 될 수 있습니다 . 모터의 듀티 사이클을 초과하여이 작업을 자주 수행하면 모터가 손상 될 수 있습니다.

자유 전류

다시 한 번 사양을 살펴보십시오.

Free Speed:     100 rpm
Free Current:   0.18 A

따라서 무부하 상태로 자유롭게 작동하면 최대 100rpm으로 빠르게 가속되며 마찰과 역 기압이 주어지면 해당 속도를 유지하기 위해 180mA 만 소비됩니다.

그러나 DrFriedParts가 설명했듯이 이것은 이야기의 일부일뿐입니다. 모터가 외력 (효과적으로 -ve 부하)에 의해 구동되어 모터가 발전기로 바뀌면 외력에 의해 생성 된 전류에 의해 끌어 당겨지는 전류가 상쇄 될 수 있습니다.

스톨 전류는 모터가 멈췄을 때 즉 정지되는 양 입니다. 자유 전류는 모터에 부하가 없을 때, 즉 자유롭게 회전 할 때 얼마나 많은 전류를 소비 하는지를 나타냅니다.. As you'd expect, the more strain on the motor, the more current it will draw in order to move; the stall current and free current are the maximum and minimum, respectively.

스탠딩 스타트부터 모터는 처음에 스톨 전류에 가까운 곳으로 끌어 간 다음 작동하는 속도를 유지하는 데 필요한 전류로 떨어집니다.

@Ian and @Mark offer awesome (and correct) answers. I'll add one extra point for completeness...

There seems to be trend among less experienced designers to assume that stall current and free current equate to the maximum and minimum currents the motor might encounter.

They don't.

They are the effective nominal values. You can exceed these limits under relatively common circumstances if you are not careful.

Exceeding the minimum

As @Ian and @Mark have noted. The motor can turn into a generator (google "regenerative braking") when an outside source or event causes the motor to move faster than its applied current/voltage. For example, Ian's going down a hill or someone hand cranking the motor.

The current in these situations can not only be less than the free current, but actually go negative (go in the opposite direction -- acts like a source rather than a load).

If you think of it from a work (energy) perspective, say you are pushing a box of clothes down a hallway. It doesn't take much effort to do that, but if your buddy starts pushing with you, however little effort you were expending is lessened. That is the case of a motor going down a slight grade.

Exceeding the maximum

A secondary consequence of the generation function of the motor is that once it acquires momentum, it continues to convert that energy into electro-motive force (voltage) once power is no longer applied.

The interesting case is when you are reversing directions. If you rev the motor forward, then immediately switch directions, the voltage on the motor coil is momentarily about twice the previous supply voltage since the motor back-EMF is now in series with the supply. This results, as expected from Ohm's law, in current in excess of stall current.

Practical solution

For these reasons, practical bi-directional motor control circuits include "free-wheeling" diodes (D1-D4) in the figure to provide a return path for the back-emf related currents and thereby clamp the voltage to within the supply rails +/- the forward diode voltage. If you are building your own motor control you should include them as well.

All very good answers, but as a physics teacher I am concerned about some incorrect equivalences here that can only lead to confusion.

One form of [energy][1], eg [chemical potential energy][2], can be converted into other forms of energy (eg [electric potential energy][3], [kinetic energy][4], [sound energy][5], [thermal energy][6]). In the [SI system][7], which is by far the easiest to understand and most coherent, energy is a scalar physical quantity that is measured in [joules][8]. [Voltage][9] is not the same as energy. Voltage is measured in [volts][10]. One volt is defined as one joule per [coulomb][11]. Hence, energy (measured in joules) can never be converted into volts (measured in joules per coulomb).

The [Electromotive forces][12] (EMFs) in any electromechanical system (of which the electric motor is merely one example) are measured in volts. The [electric currents][13] are measured in [amperes][14]. [Electric charge][15] is measured in coulombs. One coulomb is one ampere second, ie the charge that flows past a point in a current of one ampere for one second.

What one needs to know for any electromechanical system is the [electrical impedance][16] of the electrical part of the system, and the [inertia][17] or [moment of inertia][18] of the mechanical part of the system. One also needs to know the net external [torque][19] driving the complete system at any moment. (When there is no torque per se (because there is no [moment][20]), then one needs to know only the net external [force][21] acting through the [centre of mass][22]).

At any moment, the electrical impedance, Z, of any electrical system is the square root of the square of the system's [electrical reactance][23], X, plus the square of the system's [electrical resistance][24], R. The system's electrical reactance is the difference between the [inductive reactance][25], X(L), and the [capacitive reactance][26], X(C), where X = X(L) - X(C)

(NB, initially, I tried to Wikilink each of the twenty-six key concepts in my answer, but the system has informed me that I am not allowed to include more than two links until I have at least ten points.)