De Koppel/Snelheidscurve van BLDC-motoren Begrijpen (Vereenvoudigd Geval)*
BLDC-motoren (Brushless DC) worden gewaardeerd om hun efficiëntie, hun direct beschikbare koppel en hun vermogen om zich aan te passen aan veeleisende toepassingen zoals landbouw, robotica of elektrische voertuigen. Een essentiële notie voor hun dimensionering en optimaal gebruik is de koppel/snelheidscurve, die beschrijft hoe het door de motor geleverde koppel verandert met de rotatiesnelheid.
Dit artikel presenteert een vereenvoudigd model van deze curve en de praktische implicaties ervan.
1. De Zone met Quasi Constant Koppel (Stroom Beperkt)
Bij de meeste BLDC-motoren blijft het geleverde koppel bij lage tot matige snelheden bijna constant.
Principe: De motor is stroombeperkt en het koppel is recht evenredig met deze stroom.
Vereenvoudigde uitdrukking:
Typisch bereik: van stilstand tot de overgangssnelheid.
Kenmerk: De motor levert zijn nominaal koppel, ideaal voor het starten, het vervoeren van zware ladingen of hellingen.
Let op: De stroom mag de maximale limiet van de motor niet overschrijden, anders kan oververhitting of activering van de beveiligingen optreden.
2. De Zone met Quasi Constante Vermogen
Boven de overgangssnelheid begint het koppel af te nemen naarmate de snelheid toeneemt.
Principe: De beschikbare spanning aan de motor wordt de limiet. Aangezien de elektromotorische kracht (EMK) toeneemt met de snelheid, kan de motor het nominale koppel niet meer handhaven.
Vereenvoudigde uitdrukking:
Typisch bereik: snelheden boven de overgangssnelheid.
Kenmerk: De motor werkt op quasi constant vermogen, wat typisch is bij snelle bewegingen of lichte ladingen bij hoge snelheid.
3. Praktische Toepassing voor Dimensionering
De koppel/snelheidscurve leidt de keuze van de overbrengingsverhoudingen en besturingsstrategieën.
Kies een geschikte overbrengingsverhouding:
Maakt het mogelijk om in de zone met quasi constant koppel te blijven tijdens kritieke fasen (starten, helling opgaan).
Voorkomt overstroom en optimaliseert de efficiëntie.
Vermijd de zone met laag koppel voor zware ladingen:
Bij hoge snelheid neemt het koppel af. Een te zware lading kan de motor blokkeren of de stroom verzadigen.
Optimaliseer het gebruik van het vermogen:
Het begrijpen van de overgang van koppel → constant vermogen maakt het mogelijk om de motor en de controller correct te dimensioneren en een veilige en duurzame werking te garanderen.
4. Vereenvoudigd Voorbeeld
Stel je een BLDC-motor van 48 V voor met:
Nominaal koppel: 10 Nm
Overgangssnelheid: 3000 tpm
0 → 3000 tpm: quasi constant koppel ≈ 10 Nm
>3000 tpm: koppel neemt af met de snelheid, quasi constant vermogen
Voor een landbouwvoertuig wordt daarom aanbevolen om een overbrengingsverhouding te kiezen die de motor onder 3000 tpm houdt bij maximale belasting, waardoor voldoende koppel wordt gegarandeerd om te starten of een helling op te gaan zonder overstroom.
Conclusie
De koppel/snelheidscurve van een BLDC-motor, zelfs in een vereenvoudigd model, is een onmisbaar hulpmiddel voor:
De motor en de reductiekast correct dimensioneren.
Voldoende koppel garanderen bij het starten of op een helling.
De efficiëntie optimaliseren en de motor beschermen tegen overstroom.
Het begrijpen van deze curve maakt het mogelijk om het beste uit 48 V BLDC-motoren te halen in alle toepassingen waar koppel en prestaties cruciaal zijn.
*: De technische informatie in dit artikel wordt ter indicatie verstrekt. Ze vervangen niet de officiële handleidingen van de fabrikanten. Raadpleeg voor installatie, bediening of gebruik de productdocumentatie en volg de veiligheidsinstructies. De site Torque.works kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor oneigenlijk gebruik of onjuiste interpretatie van de verstrekte informatie.