ما هو معادلة العزم لمحرك التيار المستمر؟

ما هو معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر؟

تعريف العزم

يُعرّف العزم في المحرك الكهربائي المباشر بأنه ميل القوة لإحداث أو تغيير الحركة الدورانية.

عند تحميل الجهاز الكهربائي المباشر كمحرك أو كمولد، يحمل الموصلات الدوارة التيار. هذه الموصلات تقع في المجال المغناطيسي للفراغ.

وبالتالي يختبر كل موصل قوة. توجد الموصلات بالقرب من سطح الدوار بمسافة مشتركة من مركزه. لذا يتم إنتاج العزم على محيط الدوار ويبدأ الدوار في الدوران. وفقًا للدكتور هيوج د يونغ، فإن مصطلح العزم هو القياس الكمي لميل القوة لإحداث حركة دورانية أو إحداث تغيير في الحركة الدورانية. إنه في الواقع عزم القوة الذي ينتج أو يغير الحركة الدورانية.

معادلة العزم تعطى بواسطة:

حيث F هي القوة في الاتجاه الخطي.

R هي نصف قطر الجسم المدور،

وθ هي الزاوية التي تشكلها القوة F مع متجه R.

المحرك الكهربائي المباشر هو جهاز دوراني حيث يعتبر العزم معلمة أساسية. فهم معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر أمر ضروري لتحديد خصائص تشغيله.

لإنشاء معادلة العزم، دعنا نعتبر أولاً الرسم البياني الأساسي للدائرة الكهربائية للمحرك الكهربائي المباشر ومعادلة الجهد الخاص به. بالإشارة إلى الرسم البياني المجاور، يمكننا رؤية أن إذا كانت E هي الجهد الكهربائي الم alimentado, Eb هو الجهد المعاكس المتولد وIa, Ra هما التيار والمقاومة الذراعية على التوالي، فإن معادلة الجهد تكون:

للحصول على معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر، نضرب طرفي معادلة الجهد بـ Ia.

الآن Ia2.Ra هي خسارة الطاقة بسبب تسخين ملف الذراع، والقوة الميكانيكية الفعالة الحقيقية اللازمة لإنتاج العزم المطلوب للجهاز الكهربائي المباشر تعطى بواسطة:

القوة الميكانيكية Pm مرتبطة بالعزم المغناطيسي Tg كما يلي:

حيث ω هي السرعة بالراديان/ثانية.

بمجرد مساواة المعادلات (4) و (5) نحصل على:

الآن لتبسيط معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر نقوم بالتعويض:

حيث P هو عدد الأقطاب،

φ هو التدفق لكل قطب،

Z هو عدد الموصلات،

A هو عدد المسارات المتوازية،

وN هي سرعة المحرك الكهربائي المباشر.

بالتعويض عن المعادلات (6) و (7) في المعادلة (4)، نحصل على:

العزم الناتج يعرف باسم العزم المغناطيسي للمحرك الكهربائي المباشر. باستبعاد الخسائر الميكانيكية والدورانية، نحصل على العزم الميكانيكي.

لذلك،

هذه هي معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر. يمكن تبسيطها بشكل أكبر كما يلي:

والتي تكون ثابتة لجهاز معين وبالتالي يختلف العزم للمحرك الكهربائي المباشر فقط مع التدفق φ والجهد الذراعي Ia.

يمكن أيضًا شرح معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر بالنظر إلى الشكل أدناه:

التيار/الموصل Ic = Ia A

لذلك، القوة لكل موصل = fc = BLIa/A

الآن العزم Tc = fc. r = BLIa.r/A

لذا، العزم الإجمالي المنتج للجهاز الكهربائي المباشر هو:

يمكن تبسيط معادلة العزم للمحرك الكهربائي المباشر بشكل أكبر كما يلي:

والتي تكون ثابتة لجهاز معين وبالتالي يختلف العزم للمحرك الكهربائي المباشر فقط مع التدفق φ والجهد الذراعي Ia.