چه چیزی معادله گشتاور موتور الکتریکی مستقیم است

چه چیزی معادله گشتاور موتور دی‌سی است؟

تعریف گشتاور

گشتاور در یک موتور دی‌سی به عنوان تمایل نیرو برای ایجاد یا تغییر حرکت دورانی تعریف می‌شود.

وقتی یک دستگاه دی‌سی به عنوان موتور یا ژنراتور بارگذاری می‌شود، رسانه‌های روتور جریان می‌برند. این رسانه‌ها در میدان مغناطیسی فضای هوایی قرار دارند.

بنابراین هر رسانه نیرویی را تجربه می‌کند. رسانه‌ها نزدیک سطح روتور و در یک شعاع مشترک از مرکز آن قرار دارند. بنابراین گشتاور در محیط روتور ایجاد می‌شود و روتور شروع به چرخش می‌کند. ترم گشتاور بهترین توضیح آن توسط دکتر یانگ است که اندازه‌گیری کمی تمایل یک نیرو برای ایجاد حرکت دورانی یا تغییر در حرکت دورانی است. در واقع گشتاور لحظه‌ای از نیرویی است که حرکت دورانی را ایجاد یا تغییر می‌دهد.

معادله گشتاور به صورت زیر ارائه می‌شود،

که در آن F نیرو در جهت خطی است.

R شعاع شیء مورد چرخش است،

و θ زاویه‌ای است که نیروی F با بردار R می‌سازد.

موتور دی‌سی یک دستگاه دورانی است که گشتاور پارامتری حیاتی در آن است. درک معادله گشتاور یک موتور دی‌سی برای تعیین مشخصات عملکردی آن ضروری است.

برای تثبیت معادله گشتاور، ابتدا نمودار مداری اساسی یک موتور دی‌سی و معادله ولتاژ آن را در نظر بگیرید. با توجه به نمودار کناری، می‌توانیم ببینیم که اگر E ولتاژ تغذیه باشد، Eb الکتروموتانس پس‌زا و Ia، Ra به ترتیب جریان و مقاومت آرماتور هستند، آنگاه معادله ولتاژ به صورت زیر خواهد بود،

برای بدست آوردن معادله گشتاور یک موتور دی‌سی، هر دو طرف معادله ولتاژ را در Ia ضرب می‌کنیم.

حالا Ia2.Ra تلفات قدرت به دلیل گرم شدن سیم‌پیچ آرماتور است، و قدرت مکانیکی موثر واقعی که برای تولید گشتاور مورد نظر دستگاه دی‌سی مورد نیاز است به صورت زیر است،

قدرت مکانیکی Pm با گشتاور الکترومغناطیسی Tg به صورت زیر مرتبط است،

که در آن ω سرعت در رادیان بر ثانیه است.

حالا با مساوی کردن معادلات (4) و (5) داریم،

حالا برای ساده‌سازی معادله گشتاور موتور دی‌سی ما جایگزین می‌کنیم.

که در آن P تعداد قطب‌ها است،

φ فلوکس هر قطب است،

Z تعداد رسانه‌ها است،

A تعداد مسیرهای موازی است،

و N سرعت موتور دی‌سی است.

با جایگزینی معادلات (6) و (7) در معادله (4)، داریم:

گشتاور بدست آمده به عنوان گشتاور الکترومغناطیسی یک موتور دی‌سی شناخته می‌شود. با کسر تلفات مکانیکی و دورانی، گشتاور مکانیکی را بدست می‌آوریم.

بنابراین،

این معادله گشتاور موتور دی‌سی است. می‌توان آن را به صورت زیر ساده‌تر کرد:

که برای یک دستگاه خاص ثابت است و بنابراین گشتاور موتور دی‌سی فقط با فلوکس φ و جریان آرماتور Ia متغیر است.

معادله گشتاور یک موتور دی‌سی را می‌توان با توجه به شکل زیر نیز توضیح داد

جریان/رسانه I c = Ia A

بنابراین، نیروی هر رسانه = fc = BLIa/A

حالا گشتاور Tc = fc. r = BLIa.r/A

بنابراین، گشتاور کل توسعه یافته یک دستگاه دی‌سی،

این معادله گشتاور موتور دی‌سی را می‌توان به صورت زیر ساده‌تر کرد:

که برای یک دستگاه خاص ثابت است و بنابراین گشتاور موتور دی‌سی فقط با فلوکس φ و جریان آرماتور Ia متغیر است.