สมการแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงคืออะไร

สมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงคืออะไร?

คำนิยามของแรงบิด

แรงบิดในมอเตอร์กระแสตรงถูกกำหนดว่าเป็นแนวโน้มของแรงที่ทำให้เกิดหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุน

เมื่อมีการโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงไม่ว่าจะเป็นมอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คอนดักเตอร์โรเตอร์จะนำพากระแสไฟฟ้า คอนดักเตอร์เหล่านี้อยู่ในสนามแม่เหล็กของช่องว่างอากาศ

ดังนั้นแต่ละคอนดักเตอร์จะประสบกับแรง คอนดักเตอร์เหล่านี้อยู่ใกล้ผิวของโรเตอร์ที่รัศมีเดียวกันจากศูนย์กลาง ดังนั้นแรงบิดจึงถูกสร้างขึ้นที่เส้นรอบวงของโรเตอร์และโรเตอร์เริ่มหมุน คำว่าแรงบิดที่อธิบายโดยดร. Huge d Young คือการวัดเชิงปริมาณของแนวโน้มของแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุน หรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนที่แบบหมุน ซึ่งเป็นโมเมนต์ของแรงที่ผลิตหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุน

สมการของแรงบิดคือ

ที่ F คือแรงในทิศทางเชิงเส้น

R คือรัศมีของวัตถุที่กำลังหมุน

และ θ คือมุมที่แรง F ทำกับเวกเตอร์ R

มอเตอร์กระแสตรงเป็นเครื่องจักรหมุนที่แรงบิดเป็นพารามิเตอร์สำคัญ การเข้าใจสมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงมีความจำเป็นในการกำหนดคุณลักษณะการทำงานของมัน

เพื่อกำหนดสมการแรงบิด ขอให้เราพิจารณาแผนภาพวงจรพื้นฐานของมอเตอร์กระแสตรงและสมการแรงดันไฟฟ้าก่อนดูแผนภาพข้างเคียง เราสามารถเห็นได้ว่า หาก E เป็นแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย Eb เป็นแรงดันไฟฟ้ากลับที่สร้างขึ้น และ Ia, Ra คือกระแสไฟฟ้าอาร์มาเจอร์และแรงต้านทานอาร์มาเจอร์ตามลำดับ แล้วสมการแรงดันไฟฟ้าจะเป็น

เพื่อหาสมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรง เราคูณทั้งสองข้างของสมการแรงดันไฟฟ้าด้วย Ia

ตอนนี้ Ia2.Ra คือพลังงานที่สูญเสียจากการทำความร้อนของคอยล์อาร์มาเจอร์ และพลังงานกลที่มีประสิทธิภาพจริงที่จำเป็นในการสร้างแรงบิดที่ต้องการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงคือ

พลังงานกล Pm มีความสัมพันธ์กับแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า Tg คือ

ที่ ω คือความเร็วในหน่วยเรเดียนต่อวินาที

ตอนนี้เท่ากับสมการ (4) และ (5) เราจะได้

สำหรับการทำให้สมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงง่ายขึ้น เราแทนที่

ที่ P คือจำนวนโพล

φ คือฟลักซ์ต่อโพล

Z คือจำนวนคอนดักเตอร์

A คือจำนวนทางขนาน

และ N คือความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง

แทนที่สมการ (6) และ (7) ในสมการ (4) เราจะได้:

แรงบิดที่ได้รับนี้เรียกว่าแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์กระแสตรง โดยการลบการสูญเสียเชิงกลและการหมุน เราจะได้แรงบิดเชิงกล

ดังนั้น

นี่คือสมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรง สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้เป็น

ซึ่งเป็นค่าคงที่สำหรับเครื่องจักรเฉพาะและดังนั้นแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงจะแปรผันกับเพียงฟลักซ์ φ และกระแสไฟฟ้าอาร์มาเจอร์ Ia เท่านั้น

สมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงสามารถอธิบายได้โดยพิจารณาแผนภาพด้านล่าง

กระแส/คอนดักเตอร์ I c = Ia A

ดังนั้นแรงต่อคอนดักเตอร์ = fc = BLIa/A

ตอนนี้แรงบิด Tc = fc. r = BLIa.r/A

ดังนั้น แรงบิดรวมที่สร้างขึ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงคือ

สมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้เป็น

ซึ่งเป็นค่าคงที่สำหรับเครื่องจักรเฉพาะและดังนั้นแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงจะแปรผันกับเพียงฟลักซ์ φ และกระแสไฟฟ้าอาร์มาเจอร์ Ia เท่านั้น