چگونه می‌توانید ولتاژ یک موتور دی‌سی سری را بر اساس تعداد پیچش‌ها در استاتور تعیین کنید

رابطه بین پیچه‌های استاتور و ولتاژ

در یک موتور مستقیم جریان (DC)، تعداد دورهای پیچه‌های استاتور (که به آن پیچه‌های آرماتور نیز گفته می‌شود) به طور مستقیم بر القای نیروی الکتروموتوریک مؤثر است. مقدار مؤثر القای الکتروموتوریک هر فاز از پیچه‌های استاتور  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 می‌تواند با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود:

E1 = 4.44 K1 f1 N1 Φ

که در آن:

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 مقدار مؤثر القای الکتروموتوریک هر فاز از پیچه‌های استاتور است.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$K1 ضریب پیچه‌بندی استاتور است که به ساختار پیچه‌بندی بستگی دارد.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 فرکانس القای الکتروموتوریک در پیچه‌های استاتور است که برابر با فرکانس منبع تغذیه است.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1 تعداد دورهای سیم در سری برای هر فاز پیچه‌بندی استاتور است.

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ جریان مغناطیسی قطب‌های میدان مغناطیسی چرخان، یعنی مقدار ماکزیمم (به وبر) جریان مغناطیسی متناوب که از پیچه‌های استاتور عبور می‌کند.

روش تعیین ولتاژ

بر اساس فرمول فوق، می‌توان نتیجه گرفت که برای تعیین ولتاژ یک موتور مستقیم جریان با پیچه‌بندی، باید پارامترهای زیر را بشناسیم:

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

• ضریب پیچه‌بندی K1

• فرکانس تغذیهf1

• جریان مغناطیسی (Φ)

پس از شناخت این پارامترها، می‌توان مقدار مؤثر القای الکتروموتوریک E1 را با استفاده از فرمول فوق محاسبه کرد که به نوبه خود ولتاژ موتور را تعیین می‌کند.

اعتبارات در کاربردهای عملی

در کاربردهای عملی، تعیین ولتاژ برای یک موتور مستقیم جریان با پیچه‌بندی چرخان نیازمند در نظر گرفتن عوامل دیگری مانند نیازهای طراحی موتور، مشخصات بار و عملکرد کلی سیستم نیز است. علاوه بر این، باید مطمئن شد که ولتاژ محاسبه شده در محدوده عملکرد ایمن موتور قرار دارد.

مثال محاسبه

فرض کنید یک موتور مستقیم جریان با پیچه‌بندی استاتور 38 دور، ضریب پیچه‌بندیK1 0.9، فرکانس تغذیه  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 50 هرتز و جریان مغناطیسی  $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ 0.001 وبر دارد. در این صورت، می‌توان مقدار مؤثر القای الکتروموتوریک  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 را به صورت زیر محاسبه کرد:

E1 = 4.44 × 0.9 × 50 × 38 × 0.001 = 7.22 V

بنابراین، ولتاژ این موتور حدود 7.22V است.

نتیجه‌گیری

با استفاده از فرمول و مراحل فوق، می‌توان ولتاژ یک موتور مستقیم جریان با پیچه‌بندی موازی را بر اساس تعداد دورهای پیچه‌بندی استاتور و پارامترهای مربوطه دیگر تعیین کرد. با این حال، در کاربردهای عملی، لازم است عوامل دیگری را نیز در نظر گرفت تا عملکرد طبیعی و ایمنی موتور تضمین شود.