12 V DC 电机根据其方向改变其 RPM 是否正常?

电器工程 直流 扇子 转数
2022-01-30 18:56:43

我从盛世达买了一个 40mm 无刷直流风扇,额定电压为 12V 和 0.15A。我从 Raspberry Pi 为它提供 5V 电压。

我注意到转子的转速会根据到地面的位置而变化。当气流朝向地面时,RPM 明显低于气流朝向天空时的转速。(在这两种情况下,气流都不会受到阻碍。)

这是该电机的正常行为吗?

4个回答

有——请原谅我——使用套筒轴承和尽可能少的轴向支撑的蹩脚风扇,是的。

在 5 伏电压下运行的 12 伏电机没有足够的扭矩来克服套筒衬套和止推垫圈不断变化的摩擦力。

  • 当风扇向下定向时:移动质量的重量向下,因此轴承上的径向力非常小。摩擦力很小,因此电机足以驱动高转速。
  • 当风扇与垂直方向成 90° 时:轴承中的反作用力是径向定向的,并以所有配置的最大幅度来保持轴,其重量吸引它向下和向下倾斜。摩擦扭矩最大,因此电机上的负载扭矩很高,并且不受控制的电机会遭受速度损失,就像任何将重负载拖上斜坡的人一样。
  • 当风扇朝上时,您最终的配置应该与朝下的情况几乎相同。唯一的区别在于,在电机或外部轴承中,用于轴向固定轴的部件。在您的情况下,风扇可能会被带肩衬套或底盘本身在向下(预期)配置中轴向停止,并且只能在向上(非预期)配置中由电机轴的后部停止。这将导致在向下配置中比在向上配置中更大的表面和摩擦半径 - 无需对所涉及的材料进行任何其他假设 - 导致向下定向时速度较低。考虑将其拆下以找出答案。

注意:这最终更像是一个物理/机械设计问题,而不是电子问题。

更多细节:

  1. 轴由底盘使用轴承固定。在轴承位置处轴和底盘之间的摩擦扭矩随着径向力的增加而增加 - 当使用滑动轴承(“衬套”)时,就像在廉价设备中所做的那样。
  2. 不受控制的有刷直流电机的速度(同样用于廉价设备)随负载转矩线性变化 - 从空载速度到最大(临时)转矩能力下的 0 RPM。空载速度和转矩能力都随电压线性变化。

从 Arduino 运行 12V 电机是一个糟糕的想法,因为这些引脚应该用于为小型继电器供电,以打开电机的 12V 全电压。使用 5V 时,风扇甚至可能不会开始旋转,并且永远不会达到其设计的 RPM。