Hoe bepaal je de spanning van een seriegewonden gelijkstroommotor op basis van het aantal windingen op de stator?

Relatie tussen statorwinding en spanning

Bij een gelijkstroommotor heeft het aantal windingen in de statorwinding (ook bekend als armatuurwinding) direct invloed op de geïnduceerde elektromotivische kracht die deze genereert. De effectieve waarde van de geïnduceerde elektromotivische kracht per fase van de statorwinding  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 kan worden berekend met de volgende formule:

E1 = 4,44 K1 f1 N1 Φ

Waarbij:

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 is de effectieve waarde van de geïnduceerde elektromotivische kracht per fase van de statorwinding.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$K1 is de windingcoëfficiënt van de statorwinding, die afhankelijk is van de structuur van de winding.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 is de frequentie van de geïnduceerde elektromotivische kracht in de statorwinding, die gelijk is aan de frequentie van de voeding.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1 is het aantal opeenvolgende windingen voor elke fasering van de stator.

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ is de poolpaar magnetische flux van het roterende magnetisch veld, d.w.z. de maximale waarde (in weber) van de wisselende magnetische flux die door de statorwindingen loopt.

De methode om de spanning te bepalen

Op basis van de bovenstaande formule kunnen we concluderen dat om de spanning van een gewonden gelijkstromemotor te bepalen, we de volgende parameters moeten kennen:

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

• Windingfactor K1

• Frequentie van de voedingf1

• Magnetische flux (Φ)

Zodra deze parameters bekend zijn, kan de geïnduceerde elektromotivische kracht E1 worden berekend met de bovenstaande formule, waarmee vervolgens de spanning van de motor wordt bepaald.

Overwegingen bij praktische toepassingen

Bij praktische toepassingen moet bij het bepalen van de spanning voor een gewonden rotor-gelijkstromemotor ook rekening worden gehouden met andere factoren zoals de ontwerpeisen van de motor, belastingskenmerken en de algehele systeemprestaties. Daarnaast is het nodig om ervoor te zorgen dat de berekende spanning binnen het veilige werkbereik van de motor valt.

Voorbeeldberekening

Stel dat we een gelijkstromemotor hebben met een statorwinding van 38 windingen, windingcoëfficiëntK1 van 0,9, voedingfrequentie  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 van 50 Hz en flux  $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ van 0,001 Weber. Dan kunnen we de geïnduceerde elektromotivische kracht  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 als volgt berekenen:

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

Dus is de spanning van deze motor ongeveer 7,22 V.

Conclusie

Met behulp van de bovenstaande formule en stappen is het mogelijk om de spanning van een schakelwond gelijkstromemotor te bepalen op basis van het aantal windingen in de statorwinding en andere relevante parameters. Echter, bij praktische toepassingen is het ook nodig om rekening te houden met andere factoren om de normale werking en veiligheid van de motor te waarborgen.