我有一个没有标记的小型电机，速度控制器板烧坏了。我能够弄清楚电机是直流电机，因为它有两根电线引出，并且速度控制器上有一个整流器。
我想知道电机的最大电压范围是多少，但事实证明这很困难。该板似乎有一个双向可控硅，也许还有一个双向可控硅或一些二极管。没有变压器，所以我猜它可能在全 120V 下运行。还有一堆可能用于 PWM 的电阻器和电容器。
我用钻床夹住电机，以 570RPM 或 59.69 弧度/秒的速度旋转轴，得到 16V 输出。电机电阻为 39 欧姆（之前读数为 50）。
是否有直流电机的电压与速度和/或电压与扭矩的图表或公式？
仅供参考，电机直径约为 2 英寸宽，电机高度约为 4 英寸。马达附有塑料蜗轮，用作颈部按摩器。我的猜测是它需要在高扭矩下运行。
这是电机的照片和电路的快照：
直流电机的一个简单模型是\$V= R*i + e\$，其中\$V\$是端电压，\$R\$是电机电阻，\$e\$是背-电动势电压。
R 可以像我在上面的评论中所说的那样测量，我将在此重复。由于电刷接触，直流电机的电阻会有所不同。测量电阻的最佳方法是进行多次测量并取平均值。如果可能，锁定转子，然后在端子上施加小电流。测量电压和电流并计算 R = V/I。通常，您将在 ~25% 的额定电流下进行此测试。重复几次并平均。还有一个动态测试可以提供更好的结果——和我刚才说的一样，但不是锁定转子，而是反向驱动电机。50 RPM 足以反向驱动转子。
\$e\$ 可以由 \$e = K_b* \omega\$ 确定，其中 \$K_b\$ 是反电动势常数（单位为 V/(rad/sec) 或 V/RPM）和 \$ \omega\$ 是与 \$K_b\$ 单位相同的速度。
你已经找到了\$K_b\$。它只是 \$\frac{16 V}{570 RPM} = 28.07 \frac{V}{kRPM} = 0.268 \frac{V}{rad/sec}\$。正如其他人提到的，电机的转矩常数等于反电动势常数，所以 \$K_t = 0.268 \frac{Nm}{A}\$。
在锁定转子，你知道 \$V = R*i\$ 因为 \$e=0\$。如果求解 \$i = \frac{V}{R}\$，您可以找到转子锁定在不同电压时的电流。根据该电流 \$i\$，您可以求解不同电压下的堵转转矩：\$T_{lr} = K_t*i = K_t*\frac{V}{R}\$。
您还可以使用 \$V= R*i + e\$ 确定不同电压下电机的最大速度。如果在没有负载时假设 \$i=0\$，则该等式变为 \$V=e\$，变为 \$V= K_b* \omega\$，变为 \$\omega = \frac{ V}{K_b}\$。
一旦获得不同电压下的失速扭矩和不同电压下的最大速度，您可以将它们绘制在一个轴上的速度和另一轴上的扭矩的图表上。连接线，您将获得不同电压下的各种速度 - 扭矩曲线。
我上面写的有很多假设。您应该注意的两个主要假设是 1）电机保持相对凉爽（因此电阻不会改变）和 2）空载电流为零（实际上不会）。
这主要是关于电机可以安全地消散多少功率而不会变得太热。第二个问题是您不希望电机过度旋转，但通常当它达到那么远时它是非常明显的。
您的测量结果为我们提供了一些想法，但了解该电机的物理尺寸也会有所帮助。这允许第一次猜测它可以消散多少瓦。
在 570 RPM (9.5 Hz) 时，输出电压为 16 V。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。根据您的测量，在那个速度下，反电动势将为 101 V。如果您认为它可能打算从整流的 120 V AC 运行，那么让我们看看 170 V 的作用，因为如果整流器后面有一个电容器，这就是您会得到的。剩余的 170 V - 101 V = 69 V 以 3600 RPM 驱动电机。这将为电机提供 95 W 的功率，除非它至少有 6 英寸宽，否则这是很多的。
让我们以另一种方式来看它。要使反电动势为 170 V，则需要 6000 RPM (100 Hz)。那将是绝对最大速度。这合理吗？对于直流电机来说，这并不过分，对此一无所知。当然，它实际上不会变得那么快，因为没有 EMF 可以实际驱动它，也没有扭矩可以驱动其他任何东西。
在 5000 RPM 时，您将有 140 V 的反电动势和 30 V 的剩余电压来驱动 170 V in 的电机，这将需要 18 W。如果电机至少是拳头大小，这可能是相当合理的。
根据测试后电机工作的重要性以及您拥有的设备，您可能会慢慢增加电压，同时密切关注温度、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。你觉得舒服的点取决于你。
至于公式，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，它们与一组永磁体相互作用，并在适当的时间进行机械切换，以保持其在同一方向上运行。对于给定的强度，您可以制作大电流、低压电磁铁或低电流、高压电磁铁。这只是众多参数之一。我认为你最好找到规格表或自己做实验。
假设它是永磁直流电机（而不是同步、感应或“通用”电机），您的发电机测试表明 Kv（速度常数）为 3.73rad/s/V 或 36rpm/Volt。因此在 120V 上它应该做大约 4300rpm。
对于 PMDC 电机，Kt（转矩常数）是 Kv 的倒数。1/3.73 = 0.268Nm/A 或 38oz-in/A。
电阻为 50Ω 时，失速电流为 120/50 = 2.4A，因此失速扭矩应约为 0.268*2.4 = 0.643Nm 或 91oz-in。这对于“小型”电机来说已经很多了，所以我怀疑你的一个测量值超出了 10 倍。你确定它是 50Ω 而不是 500Ω？
这是为 120VDC 设计的典型小型永磁电机：-
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