چه چیزی معادله گشتاور موتور الکتریکی مستقیم است

معادله گشتاور موتور الکتریکی مستقیم جریان (DC) چیست؟

تعریف گشتاور

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

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

بنابراین هر رسانه تحت تأثیر یک نیرو قرار می‌گیرد. رسانه‌ها نزدیک سطح روتور و در فاصله مشترکی از مرکز آن قرار دارند. بنابراین گشتاور در محیط روتور ایجاد می‌شود و روتور شروع به چرخش می‌کند. تعریف گشتاور به بهترین شکل توسط دکتر Huge d Young بیان شده است که اندازه‌گیری کمی از تمایل نیرو برای ایجاد حرکت دورانی یا تغییر در حرکت دورانی است. در واقع گشتاور لحظه‌ای از نیرو 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 چرخانده شده است،

و θ زاویه‌ای است که نیروی F با بردار R می‌سازد

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

برای ایجاد معادله گشتاور، ابتدا به نمودار مداری پایه‌ای یک موتور DC و معادله ولتاژ آن مراجعه کنید. با توجه به نمودار کناری، می‌توانیم ببینیم که اگر E ولتاژ تغذیه باشد، Eb ولتاژ ضد الکتروموتاور تولید شده و Ia، Ra به ترتیب جریان و مقاومت آرماتور باشند، آنگاه معادله ولتاژ به صورت زیر ارائه می‌شود،

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

حالا Ia2.Ra تلفات توان به دلیل گرم شدن سیم‌پیچ آرماتور است، و توان مکانیکی موثر واقعی که برای تولید گشتاور مورد نظر ماشین DC لازم است به صورت زیر ارائه می‌شود،

توان 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) خواهیم داشت،

برای ساده‌سازی معادله گشتاور موتور DC، ما جایگزین می‌کنیم.

که در آن، P تعداد قطب‌ها است،

φ شار مغناطیسی هر قطب است،

Z تعداد رسانه‌ها است،

A تعداد مسیرهای موازی است،

و N سرعت موتور DC است.

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

گشتاور بدست آمده به عنوان گشتاور الکترومغناطیسی موتور DC شناخته می‌شود. با کسر تلفات مکانیکی و چرخشی، گشتاور مکانیکی را بدست می‌آوریم.

بنابراین،

این معادله گشتاور موتور DC است. می‌توان آن را به صورت زیر ساده‌سازی کرد:

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

معادله گشتاور موتور DC 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 تولید شده در یک دستگاه DC به صورت زیر است،

این معادله گشتاور موتور DC را می‌توان به صورت زیر ساده‌سازی کرد:

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