Fórmulas de Motores y mecánica
Las fórmulas de motores y mecánica relacionan el par, la velocidad, el voltaje y la potencia en las máquinas rotativas. Estas calculadoras te ayudan a dimensionar motores y controladores y a predecir el rendimiento bajo carga. Tienden un puente entre los lados eléctrico y mecánico de los sistemas de movimiento.
Calculadoras de fórmulas de Motores y mecánica
- Potencia mecánica del motor P = τ × ω Torque 5 mN·m, Angular Velocity 9.549 RPM → Power = 5 mW
- Par del Motor τ = Kt × I Torque Constant 11 mN·m, Current 2 mA → Torque = 0.022 mN·m
- Velocidad del Motor n = (V − I×R) / Ke Supply Voltage 0.33 V, Current 2 mA, Winding Resistance 1 Ω, Back-EMF Constant 1 × 10⁻⁴ V/(rad/s) → n = 3280 rad/s
- Par de salida por relación de transmisión τout = τin × N × η Input Torque 11 mN·m, Gear Ratio 0.025, Efficiency 5.5 % → Output Torque = 0.01513 mN·m
- Tensión contraelectromotriz (back-EMF) Vemf = Ke × ω Back-EMF Constant 0.025 V/(rad/s), Angular Velocity 9.549 RPM → Back-EMF Voltage = 25 mV
- Eficiencia del motor η = Pmech / Pelec Mechanical Output 10 mW, Electrical Input 22 mW → Efficiency = 45.45 %
- Dinámica rotacional τ = J × α Moment of Inertia 0.025 kg·m², Angular Acceleration 0.055 rad/s² → Torque = 1.375 mN·m
- Ángulo de paso de motor paso a paso θ = 360 / (steps × microstep) Full Steps/Rev 0.025, Microstep Divisor 0.055 → Step Angle = 261800 °
- Conversión de Kv a Kt de motor BLDC Kt = 9.549 / Kv Velocity Constant (RPM/V) 0.055 → Torque Constant (N·m/A) = 173.6
- Potencia (Mecánica) en el Eje P = τ × 2π × n / 60 Torque 5 mN·m, Speed (RPM) 0.025 → Mechanical Power = 13.09 µW
- Par de Carga del Servo T = F × d Force 0.025, Moment Arm 0.1 mm → Torque = 0.0025 mN·m
- Tensión Efectiva del Motor por PWM Veff = Vcc × D Supply Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Effective Voltage = 18.15 mV
Resultado resuelto para cada fórmula de Motores y mecánica
| Fórmula | Expresión | Resultado resuelto |
|---|---|---|
| Potencia mecánica del motor | P = τ × ω | Torque 5 mN·m, Angular Velocity 9.549 RPM → Power = 5 mW |
| Par del Motor | τ = Kt × I | Torque Constant 11 mN·m, Current 2 mA → Torque = 0.022 mN·m |
| Velocidad del Motor | n = (V − I×R) / Ke | Supply Voltage 0.33 V, Current 2 mA, Winding Resistance 1 Ω, Back-EMF Constant 1 × 10⁻⁴ V/(rad/s) → n = 3280 rad/s |
| Par de salida por relación de transmisión | τout = τin × N × η | Input Torque 11 mN·m, Gear Ratio 0.025, Efficiency 5.5 % → Output Torque = 0.01513 mN·m |
| Tensión contraelectromotriz (back-EMF) | Vemf = Ke × ω | Back-EMF Constant 0.025 V/(rad/s), Angular Velocity 9.549 RPM → Back-EMF Voltage = 25 mV |
| Eficiencia del motor | η = Pmech / Pelec | Mechanical Output 10 mW, Electrical Input 22 mW → Efficiency = 45.45 % |
| Dinámica rotacional | τ = J × α | Moment of Inertia 0.025 kg·m², Angular Acceleration 0.055 rad/s² → Torque = 1.375 mN·m |
| Ángulo de paso de motor paso a paso | θ = 360 / (steps × microstep) | Full Steps/Rev 0.025, Microstep Divisor 0.055 → Step Angle = 261800 ° |
| Conversión de Kv a Kt de motor BLDC | Kt = 9.549 / Kv | Velocity Constant (RPM/V) 0.055 → Torque Constant (N·m/A) = 173.6 |
| Potencia (Mecánica) en el Eje | P = τ × 2π × n / 60 | Torque 5 mN·m, Speed (RPM) 0.025 → Mechanical Power = 13.09 µW |
| Par de Carga del Servo | T = F × d | Force 0.025, Moment Arm 0.1 mm → Torque = 0.0025 mN·m |
| Tensión Efectiva del Motor por PWM | Veff = Vcc × D | Supply Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Effective Voltage = 18.15 mV |
Variables usadas en las fórmulas de Motores y mecánica
- P — Potencia mecánica de salida (W)
- τ — Par (N·m)
- ω — Velocidad angular (rad/s)
- Kt — Constante de par (N·m/A)
- I — Corriente de armadura (A)
- n — Velocidad de rotación (rad/s, divida entre 2π/60 para obtener RPM)
- V — Tensión de alimentación (V)
- R — Resistencia del devanado (Ω)
- Ke — Constante de fuerza contraelectromotriz (V/(rad/s))
- τout — Par de salida (N·m)
- τin — Par de entrada del motor (N·m)
- N — Relación de transmisión (dientes de salida / dientes de entrada)
- η — Eficiencia del tren de engranajes (0 a 1)
- Vemf — Tensión de back-EMF (V)
- Pmech — Potencia mecánica de salida (W)
- Pelec — Potencia eléctrica de entrada (W)
- J — Momento de inercia (kg·m²)
- α — Aceleración angular (rad/s²)
- θ — Desplazamiento angular por micropaso (grados)
- steps — Pasos completos por revolución (típicamente 200 o 400)
- microstep — Divisor de micropaso (1, 2, 4, 8, 16, 32, etc.)
- Kv — Constante de velocidad (fuerza contraelectromotriz) en RPM por voltio
- T — Par requerido (N·m)
- F — Fuerza aplicada (N)
- d — Longitud del brazo de palanca (m)
- V_eff — Tensión efectiva (media) vista por el motor (V)
- V_cc — Tensión de alimentación (V)
- D — Ciclo de trabajo PWM (relación 0 a 1)
Preguntas frecuentes sobre Motores y mecánica
- Motor mechanical power — Potencia mecánica del motor
- Motor mechanical power calculator — Potencia mecánica del motor
- Output torque = motor torque × gear ratio × η — Par de salida por relación de transmisión
- Stepper motor step angle formula — Ángulo de paso de motor paso a paso
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