Pourquoi est-il plus difficile de faire tourner un moteur / générateur avec des bornes court-circuitées?

L'arbre d'un moteur non connecté est facile à tourner par rapport à un moteur avec des bornes court-circuitées. Si une charge résistive est connectée aux bornes, la difficulté de rotation se situe quelque part entre les deux.

Pourquoi est-ce? (J'utilise un moteur BLDC.)

Je dois commencer par une terminologie - désolé si c'est ésotérique, mais cela alignera les choses sur la façon dont les gens parlent de ce sujet.

Lorsque vous allumez une machine CC à aimant permanent *, l'armature génère une tension en interne. C'est ce qu'on appelle le "EMF" ** de l'armature, ou le "EMF arrière" si la machine fonctionne comme un moteur. Ce champ électromagnétique est toujours généré lorsque la machine tourne.

Lorsque vous faites passer du courant dans une machine à courant continu, il génère un couple. Ce couple est toujours généré lorsque la machine tourne, qu'il s'agisse d'un moteur ou d'un générateur.

Lorsque vous mettez une résistance sur les bornes d'une machine et que vous tournez son arbre, cela génère cette EMF. Avec la résistance connectée, cet EMF fait circuler un courant proportionnel à l'EMF divisé par la résistance externe plus la résistance d'induit de la machine. Ce courant, à son tour, génère un couple qui résiste au mouvement (en raison de la conservation de l'énergie, il doit être dans une direction pour résister au mouvement).

Le court-circuitage de la machine lui confère la plus petite résistance possible - vous ne pouvez pas descendre en dessous de 0 sans recourir à des circuits actifs. Dans ce cas, le couple arrière est purement un produit de la FEM et de la résistance d'induit. Augmenter la résistance en y mettant une résistance signifie moins de courant pour la même vitesse de la machine, ce qui signifie moins de couple de retour. À l'extrême, vous n'avez aucune résistance, ce qui signifie une résistance électrique infinie - cela signifie que le couple arrière proviendra d'effets mécaniques tels que le frottement (et le vent, si vous le tournez à cette vitesse), et éventuellement mécanique et effets électromécaniques car les aimants de champ agissent contre le fer dans l'armature.

* Je l'appelle une "machine" au lieu d'un "moteur" car il peut s'agir d'un moteur ou d'un générateur, selon la façon dont vous l'utilisez. Mais vous n'avez rien à changer en interne pour changer la façon dont il est utilisé - d'où «machine».

** EMF signifie «force électromotrice», qui est juste et ancien terme pour «tension». Il semble idiot d'avoir deux termes, mais parfois c'est utile.

"appliquer une charge résistive" à un moteur en marche est essentiellement le fonctionnement d'un frein électrique . En première approximation, le couple produit par le moteur est proportionnel au courant, ce qui fait tourner le moteur est plus difficile à mesure que la résistance de la charge diminue. Lorsque vous court-circuitez les bornes, il n'y a que la résistance interne du moteur qui limite le courant.

En lisant la réponse acceptée, mon cerveau a proposé la simplification suivante, qui je pense est peu précise (?):

Les moteurs sont à la fois des dynamos et des électro-aimants.

Faire tourner un moteur invoque ses propriétés en tant que dynamo.

Parce que les bornes du moteur sont court-circuitées ensemble, la tension générée est appliquée aux enroulements de la bobine du moteur, invoquant les propriétés du moteur en tant qu'électroaimant sur son propre essieu.