Warum ist es schwieriger, einen Motor / Generator mit kurzgeschlossenen Klemmen zu drehen?

Die Welle eines nicht angeschlossenen Motors kann relativ zu einem Motor mit kurzgeschlossenen Anschlüssen leicht gedreht werden. Wenn eine ohmsche Last an die Klemmen angeschlossen wird, liegt die Drehschwierigkeit irgendwo dazwischen.

Warum ist das? (Ich benutze einen BLDC-Motor.)

Ich muss mit einer Terminologie beginnen - tut mir leid, wenn es esoterisch ist, aber das wird die Dinge in Einklang bringen, wie die Leute über dieses Thema sprechen.

Wenn Sie eine Permanentmagnet-Gleichstrommaschine * drehen, erzeugt der Anker intern eine Spannung. Dies wird als "EMF" ** des Ankers oder "Gegen-EMF" bezeichnet, wenn die Maschine als Motor läuft. Diese EMK wird immer dann erzeugt, wenn sich die Maschine dreht.

Wenn Sie Strom durch eine Gleichstrommaschine fließen lassen, erzeugt diese ein Drehmoment. Dieses Drehmoment wird immer dann erzeugt, wenn sich die Maschine dreht, unabhängig davon, ob es sich um einen Motor oder einen Generator handelt.

Wenn Sie die Klemmen einer Maschine mit einem Widerstand beaufschlagen und ihre Welle drehen, wird diese EMK erzeugt. Wenn der Widerstand angeschlossen ist, fließt durch diese EMK ein Strom, der proportional zur EMK geteilt durch den externen Widerstand zuzüglich des Ankerwiderstands der Maschine ist. Dieser Strom erzeugt wiederum ein Drehmoment, das der Bewegung widersteht (aufgrund der Energieeinsparung muss es in eine Richtung weisen, die der Bewegung widersteht).

Wenn Sie die Maschine kurzschließen, wird der kleinstmögliche Widerstand auferlegt - Sie können nicht niedriger als 0 werden, ohne auf aktive Schaltkreise zurückzugreifen. Das Rückdrehmoment ist in diesem Fall lediglich ein Produkt der EMK und des Ankerwiderstandes. Das Erhöhen des Widerstands durch Anlegen eines Widerstands bedeutet weniger Strom bei gleicher Maschinendrehzahl und damit weniger Rückdrehmoment. Im Extremfall haben Sie überhaupt keinen Widerstand, was einen unendlichen elektrischen Widerstand bedeutet. Dies bedeutet, dass das Rückdrehmoment von mechanischen Effekten wie Reibung (und Luftwiderstand, wenn Sie es so schnell drehen) und möglicherweise von mechanischem und elektrischem Widerstand herrührt elektromechanische Effekte, da die Feldmagnete gegen das Eisen im Anker wirken.

* Ich nenne es eine "Maschine" anstelle eines "Motors", da es je nach Verwendung ein Motor oder ein Generator sein kann. Aber Sie müssen nichts intern ändern, um die Verwendung zu ändern - daher "Maschine".

** EMK steht für "elektromotorische Kraft", was gerecht und älter für "Spannung" ist. Es scheint albern, zwei Begriffe zu haben, aber manchmal ist es nützlich.

"Anlegen einer Widerstandslast" an einen laufenden Motor ist im Wesentlichen die Funktionsweise einer elektrischen Bremse . In erster Näherung ist das vom Motor erzeugte Drehmoment proportional zum Strom. Das Drehen des Motors ist umso schwieriger, je geringer der Lastwiderstand ist. Wenn Sie die Klemmen kurzschließen, wird der Strom nur durch den Innenwiderstand des Motors begrenzt.

Als ich die akzeptierte Antwort las, fand mein Gehirn die folgende Vereinfachung, die ich für ungenau halte (?):

Motoren sind sowohl Dynamos als auch Elektromagnete.

Das Drehen eines Motors ruft seine Eigenschaften als Dynamo auf.

Da die Motorklemmen kurzgeschlossen sind, wird die erzeugte Spannung an die Wicklungen der Motorspule angelegt, wodurch die Eigenschaften des Motors als Elektromagnet auf seiner eigenen Achse aufgerufen werden.