איך מחשבים מומנט סיבוב עבור מנוע חשמלי עם פער אוויר?
חישוב המומנט של מנוע עם פער אוויר כולל פרמטרים רבים וצעדים. הפער האוויר הוא המרחק בין הסטטור לרוטור, והוא משפיע באופן משמעותי על ביצועי המנוע. להלן הצעדים והנוסחאות המפורטות לחישוב המומנט של מנוע עם פער אוויר.
1. מושגים בסיסיים
מומנט (T):
המומנט הוא הכוח הסיבובי שנוצר על ידי הרוטור של המנוע, בדרך כלל נמדד בניוטון-מטר (N·m).
פער אוויר (g):
הפער האוויר הוא המרחק בין הסטטור לרטור, המשפיע על התפלגות השדה המגנטי וביצועי המנוע.
2. נוסחאות חישוב
2.1 צפיפות שדה מגנטי בפער האוויר
ראשית, חשבו את צפיפות השדה המגנטי (Bg) בפער האוויר:
כאשר:
Φ היא השטף המגנטי הכולל (Weber, Wb)
Ag היא שטח הפער האוויר (מ"ר, m²)
2.2 הקשר בין צפיפות השדה המגנטי בפער האוויר לתока
צפיפות השדה המגנטי בפער האוויר יכולה להיות מקושרת לתוקה של הסטטור (Is) ואורך הפער האוויר (g) באמצעות הנוסחה הבאה:
כאשר:
μ0 היא התמוכותיות של החלל החופשי (4π×10 −7 H/m)
Ns הוא מספר הסיבובים בהיקף הסטטור
Is היא תוקה של הסטטור (אמפר, A)
g הוא אורך הפער האוויר (מטר, m)
2.3 חישוב המומנט
המומנט יכול לחושב באמצעות הנוסחה הבאה:
כאשר:
T הוא המומנט (ניוטון-מטר, N·m)
Bg היא צפיפות השדה המגנטי בפער האוויר (Tesla, T)
r הוא רדיוס הרוטור (מטר, m)
Ap הוא שטח פני השטח של הרוטור (מ"ר, m²)
μ0 היא התמוכותיות של החלל החופשי (4π×10 −7 H/m)
3. נוסחה מפושטת ליישומים מעשיים
ביישומים מעשיים, משתמשים לעתים קרובות בנוסחה מפושטת לחישוב המומנט של המנוע. נוסחה מפושטת נפוצה היא:
כאשר:
T הוא המומנט (ניוטון-מטר, N·m)
k הוא קבוע מנוע תלוי בתכניט המנוע והפרמטרים הגיאומטריים
Is היא תוקה של הסטטור (אמפר, A)
Φ היא השטף המגנטי הכולל (Weber, Wb)
4. דוגמה לחישוב
נניח מנוע עם הפרמטרים הבאים:
תוקה של הסטטור
Is=10 A
אורך פער האוויר
g=0.5 mm = 0.0005 m
מספר סיבובים בהיקף הסטטור
Ns=100
רדיוס הרוטור
r=0.1 m
שטח פני השטח של הרוטור
Ap=0.01 m²
ראשית, חשבו את צפיפות השדה המגנטי Bg:
סיכום
חישוב המומנט של מנוע עם פער אוויר כולל פרמטרים מרובים, כולל צפיפות השדה המגנטי בפער האוויר, תוקה של הסטטור, אורך פער האוויר, רדיוס הרוטור ושטח פני השטח של הרוטור. על ידי עקיבה אחר הנוסחאות והצעדים המצוינים למעלה, ניתן לחשב את המומנט של המנוע בצורה מדויקת.
