Чому важче повернути двигун / генератор з укороченими клемами?

Вал незамкненого двигуна легко обертається відносно двигуна з укороченими клемами. Якщо до клем підключено резистивне навантаження, складність повороту знаходиться десь посередині.

Чому це? (Я використовую двигун BLDC.)

Я повинен почати з деякої термінології - вибачте, якщо це езотерика, але це приведе речі у відповідність із тим, як люди говорять про цю тему.

Коли ви включаєте машину постійного магніту постійного струму *, арматура виробляє напругу всередині. Це називається "ЕРС" ** арматури, або "задня ЕРС", якщо машина працює як двигун. Цей ЕРС створюється завжди, коли машина обертається.

Під час запуску струму через машину постійного струму він створює крутний момент. Цей крутний момент завжди генерується при обертанні машини, незалежно від того, це мотор чи генератор.

Коли ви ставите опір на клеми машини і повертаєте його вал, він генерує цей ЕРС. При підключенні опору ця ЕРС призводить до течії струму, пропорційного ЕРС, поділеного на зовнішній опір плюс опір арматури машини. Цей струм, у свою чергу, породжує крутний момент, який чинить опір руху (завдяки збереженню енергії він повинен бути у напрямку, щоб протистояти руху).

Короткий замикання машини чинить найменший опір на ньому - ви не зможете опуститися нижче 0, не вдаючись до активної схеми. Задній крутний момент в цьому випадку є виключно продуктом ЕРС та опором арматури. Підвищення опору, поставивши там резистор, означає менший струм при тій же швидкості машини, що означає менший обертаючий момент. У крайньому випадку, у вас немає резистора взагалі, це означає нескінченний електричний опір - це означає, що задній крутний момент буде викликаний механічними впливами, такими як тертя (і виграш, якщо ви його так швидко повертаєте), а можливо, механічний і електромеханічні ефекти, оскільки польові магніти працюють проти заліза в арматурі.

* Я називаю це "машиною" замість "двигуна", тому що це може бути двигун або генератор, залежно від того, як ви ним користуєтеся. Але вам не потрібно нічого внутрішньо змінювати, щоб змінити спосіб його використання - отже, "машина".

** ЕРС означає "електрорушійна сила", що є просто і старшим терміном "напруга". Здається, дурним є два терміни, але іноді це корисно.

"прикладання резистивного навантаження" на працюючий двигун - це, по суті, функціонування електричного гальма . У першому наближенні крутний момент, що створюється мотором, пропорційний струму, тому повернути двигун складніше, оскільки опір навантаження стає меншим. Якщо ви замикаєте клеми, є лише внутрішній опір двигуна, який обмежує струм.

Коли я читав прийняту відповідь, мій мозок придумав таке спрощення, яке, на мою думку, є дуже точним (?):

Двигуни - це і динамо, і електромагніти.

Поворот мотора викликає його властивості як динамо.

Оскільки клеми електродвигуна коротко спільно, генерується напруга подається на обмотки котушки двигуна, викликаючи властивості мотора як електромагніт на власній осі.