Come si calcola il momento di torsione per un motore elettrico con uno spazio aereo

Il calcolo del torsore di un motore con spazio d'aria coinvolge molti parametri e passaggi. Lo spazio d'aria è lo spazio tra il statore e il rotore, e influenza significativamente le prestazioni del motore. Di seguito sono riportati i passaggi dettagliati e le formule per il calcolo del torsore di un motore con spazio d'aria.

1. Concetti di Base

Torsore (T):

Il torsore è la forza rotazionale generata dal rotore del motore, solitamente misurata in Newton-metri (N·m).

Spazio d'aria (g):

Lo spazio d'aria è la distanza tra lo statore e il rotore, influenzando la distribuzione del campo magnetico e le prestazioni del motore.

2. Formule di Calcolo

2.1 Densità di Flusso Magnetico nello Spazio d'Aria

In primo luogo, si calcola la densità di flusso magnetico (Bg) nello spazio d'aria:

dove:

Φ è il flusso magnetico totale (Weber, Wb)

Ag è l'area dello spazio d'aria (metri quadrati, m²)

2.2 Relazione tra Densità di Flusso Magnetico nello Spazio d'Aria e Corrente

La densità di flusso magnetico nello spazio d'aria può essere correlata alla corrente dello statore (Is) e alla lunghezza dello spazio d'aria (g) utilizzando la seguente formula:

dove:

μ0 è la permeabilità del vuoto (4π×10 −7 H/m)

Ns è il numero di spire dell'avvolgimento dello statore

Is è la corrente dello statore (Ampere, A)

g è la lunghezza dello spazio d'aria (metri, m)

2.3 Calcolo del Torsore

Il torsore può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

dove:

T è il torsore (Newton-metri, N·m)

Bg è la densità di flusso magnetico nello spazio d'aria (Tesla, T)

r è il raggio del rotore (metri, m)

Ap è l'area superficiale del rotore (metri quadrati, m²)

μ0 è la permeabilità del vuoto (4π×10 −7 H/m)

3. Formula Semplificata per Applicazioni Pratiche

Nelle applicazioni pratiche, viene spesso utilizzata una formula semplificata per calcolare il torsore di un motore. Una formula semplificata comunemente usata è:

dove:

T è il torsore (Newton-metri, N·m)

k è una costante del motore, dipendente dalla progettazione e dai parametri geometrici del motore

Is è la corrente dello statore (Ampere, A)

Φ è il flusso magnetico totale (Weber, Wb)

4. Esempio di Calcolo

Si assuma un motore con i seguenti parametri:

Corrente dello statore 

Is=10 A

Lunghezza dello spazio d'aria 

g=0.5 mm = 0.0005 m

Numero di spire dell'avvolgimento dello statore 

Ns=100

Raggio del rotore 

r=0.1 m

Area superficiale del rotore 

Ap=0.01 m²

In primo luogo, si calcola la densità di flusso magnetico nello spazio d'aria Bg:

Riepilogo

Il calcolo del torsore di un motore con spazio d'aria coinvolge molti parametri, inclusa la densità di flusso magnetico nello spazio d'aria, la corrente dello statore, la lunghezza dello spazio d'aria, il raggio del rotore e l'area superficiale del rotore. Seguendo le formule e i passaggi sopra indicati, il torsore del motore può essere calcolato con precisione.