Hvordan bestemmer du spændingen på en serieforbundet DC-motor baseret på antallet af vindinger på stator?

Forholdet mellem statorvinding og spænding

I en DC-motor påvirker antallet af vindinger i statorvindingen (også kendt som armaturevinding) direkte den inducerede elektromotoriske kraft, den genererer. Den effektive værdi af den inducerede elektromotoriske kraft pr. fase af statorvindingen  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 kan beregnes ved hjælp af følgende formel:

E1 = 4,44 K1 f1 N1 Φ

Heraf:

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 er den effektive værdi af den inducerede elektromotoriske kraft pr. fase af statorvindingen.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$K1 er vindingkoefficienten for statorvindingen, der afhænger af vindingsstrukturen.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 er frekvensen af den inducerede elektromotoriske kraft i statorvindingen, der er lig med strømforsyningens frekvens.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1 er antallet af tråde i serie for hver fasevinding af stator.

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ er magnetfloden for polpar, dvs. den maksimale værdi (i weber) af den alternerende magnetflod, der passerer gennem statorvindingerne.

Metoden til at bestemme spændingen

Ud fra ovenstående formel kan vi konkludere, at for at bestemme spændingen for en vindet DC-motor, skal vi kende følgende parametre:

• Statorvindingtråde ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1

• Vindingfaktor K1

• Strømfrekvensf1

• Magnetflod (Φ)

Når disse parametre er kendte, kan den inducerede elektromotoriske kraft E1 beregnes ved hjælp af ovenstående formel, hvilket derefter fastlægger motorens spænding.

Overvejelser i praktiske anvendelser

I praktiske anvendelser skal det også tages højde for andre faktorer som motorens designkrav, belastningskarakteristika og systemets samlede ydeevne, når spændingen for en vindet rotor-DC-motor skal fastlægges. Derudover er det nødvendigt at sikre, at den beregnede spænding ligger inden for motorens sikre driftsområde.

Eksempelberegning

Antag, at vi har en DC-motor med en statorvinding på 38 træk, vindingkoefficientK1 på 0,9, strømfrekvens  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 på 50 Hz, og flux  $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ på 0,001 Weber. Så kan vi beregne den inducerede elektromotoriske kraft  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 som følger:

E1 = 4,44 × 0,9 × 50 × 38 × 0,001 = 7,22 V

Derfor er spændingen for denne motor omtrent 7,22V.

Konklusion

Gennem ovenstående formel og trin er det muligt at fastlægge spændingen for en shunt-vundet DC-motor baseret på antallet af træk i statorvindingen og andre relevante parametre. Dog er det også nødvendigt i praktiske anvendelser at tage højde for andre faktorer for at sikre normal drift og sikkerhed for motoren.