Крутящий момент тот, что пусковой или номинальный? И какой из них на что будет влиять?
ИМХО вам для выбора двигателя это не имеет значения: в вашей табличке, если двигатель чемпион по пусковому моменту, то он автоматически будет и чемпионом по номинальному. Stall torque определяется пружинным динамоментром при заблокированном намертво вале двигателя под напряжением, а "номинальный момент" по-моему определяется расчетным путем (подробностей не помню, - надо читать). Но ясно, что Вам для маневрового локомотива важнее "почти нулевые скорости", и поэтому чем больше stall torque, тем увереннее машина будет трогаться с весом поезда или без оного.
Почему напряжение двигателя должно быть при этом меньше?
Попробую объяснить мое рассуждение.
Отличие 6-, 12-, 24-вольтовых двигателей - в основном в сечении провода обмоток и в количестве витков. Чем высоковольтнее двигатель (в одном и том же габарите ротора и статора, - ДПМ-20 это хороший пример, потому что в одном корпусе выпускаются 6, 9, 12, 15, 24, 27-вольтовые версии), тем тоньше сечение провода и больше витков можно уместить в пазах ротора, и больше сопротивление обмоток. Тоньше провод - меньше ток, поэтому нужно большее напряжение, чтобы довести магнитный поток в роторе до оптимального. Соответственно, все 3 варианта двигателя на своем номинале будут иметь примерно одинаковый рабочий ток (при напряжениях 6, 12, и 24 В, соответственно), и будут совершать примерно одинаковую работу, и будут рассеивать в пространство примерно одинаковую мощность (нагрев корпуса).
Известно также, что только идеальный двигатель трогается с места "от нуля", а на практике двигатель, установленный в модель, трогается с места позже, при каком-то напряжении, отличном от нуля, в силу разных причин: электрическое сопротивление угольных щеток, трение щеточного механизма, трение в подшипниках, трение в редукторе, вес поезда, трогание на подъеме. Допустим, что эти факторы съедают 20%, и пока крутящий момент двигателя не превысит силы сопротивления, двигатель остается неподвижным.
Представим себе испытательный стенд, где установлены (при прочих равных условиях) 6-вольтовый, 12-вольтовый, и 24-вольтовый двигатель, и каждый их них одинаково механически нагружен (неким идеальным имитатором сил трения + веса поезда + сопротивления профиля пути). Допустим, что силы сопротивления мешают двигателю трогаться, пока питающее напряжение не превысит 20% от номинала двигателя. Запитаем стенд ПЛАВНО НАРАСТАЮЩИМ постоянным напряжением от 0 до 12 вольт:
а) 12-вольтовый тронется при 12 х 20% = 2,4 В, и в конце цикла будет вращаться на номинальном режиме 12 В, предусмотренном изготовителем, допустим 6 тыс.об/мин.;
б) 6-вольтовый тронется при 6 х 20% = 1,2 В и в конце цикла будет бешено вращаться, с перегрузкой и перенапряжением, и достигать, допустим 10-12 тыс.об/мин. Шум, нагрев корпуса, запах горелого через полминуты...)))) Напоминаю, что изготовитель двигателя рекомендует максимально разрешенные обороты, исходя из механической прочности обмотки: под действием центробежной силы витки обмотки стремятся сползти с ротора, особенно если обмоточный провод нагрелся от перенапряжения, и лак/клей, удерживающий витки вместе, размягчился. Это особенно опасно на двигателях типа фаульхабер, где железный сердечник ротора отсутствует, и, кроме клея/лака, ничто не удерживает витки от расползания. А также от такой "легковесной" обмотки плохо отводится тепло, и ее легко перегреть и испортить перенапряжением, - по сравнению с традиционным двигателем с железным сердечником. Короче, сплошные минусы, за исключением одного: ваш двигатель тронулся при 1,2 В, - что выглядит очень многообещающе для маневрового ползучего локомотива.
в) 24-вольтовый тронется при 24 х 20% = 4,8 В, и в конце цикла будет работать "вполсилы", не достигая номинальных оборотов, вяло вращаясь около 3 тыс.об/мин., и только при половине расчетного номинального крутящего момента. Это безопасный режим для двигателя, но имхо все остальное - сплошные недостатки: позднее трогание, медленный ход на номинале, и слабая тяга на всех режимах.
Из этого я делаю такие выводы:
- для маневрового локомотива можно выбрать вариант (а) или (б) - но (б) обязательно в сочетании с редуктором с высоким мех.коэффициентом замедления, но такой вариант вредно гонять подолгу на полном ходу;
- для поездного локомотива - однозначно вариант (а);
- вариант (в) имхо не подходит ни для чего.
Мои рассуждения справедливы для питания постоянным током. Применительно к цифре и ШИМ у меня слабый опыт, но общие принципы работы коллекторного двигателя должны быть справедливы и там.
...С большим количеством оборотов будет по идее и шумнее?
Да, шумнее. На маневровом ходу шум не так важен, а на полном ходу шум заметен и конкретно мешает... Все опять сводится к постановке задачи: стремимся ли мы создать идеальный ползучий маневровый локомотив для работы на станции (и не отправляем такой локомотив на перегон) ?
имеет ли смысл брать короче или лучше такой же длины как оригинал?
Хоть при конструировании локомотива с нуля, хоть при замене двигателя в уже существующей модели - принцип общий: использовать двигатель максимально возможного размера, который модель способна вместить в корпус. Более крупный двигатель лучше охлаждается (дольше нагревается), и при прочих равных способен совершить бОльшую мех.работу в течение дОльшего времени. Если есть возможность поиграть с разными диаметрами двигателя, то выгоднее ставить двигатель бОльшего диаметра (при прочих равных), т.к. у него больше крутящий момент, в том числе при низких напряжениях (около трогания).
Могу допустить, что между двумя видео слишком много различающихся факторов: начиная от разности конструкций двух локов и заканчивая манерой автора управлять пультом. Не думаю, что секрет состоит в 24-вольтовом номинале двигателя. Все имхо, конечно, - извините за многабукаф.