Hoe bereken je het koppel voor een elektromotor met een luchtspeling?

Het berekenen van het koppel van een motor met een luchtgap betreft meerdere parameters en stappen. Het luchtgap is de ruimte tussen de stator en de rotor, en heeft significant invloed op de prestaties van de motor. Hieronder staan de gedetailleerde stappen en formules voor het berekenen van het koppel van een motor met een luchtgap.

1. Basisconcepten

Koppel (T):

Koppel is de draaikracht die wordt gegenereerd door de rotor van de motor, meestal gemeten in Newton-meter (N·m).

Luchtgap (g):

Het luchtgap is de afstand tussen de stator en de rotor, wat de verdeling van het magnetisch veld en de prestaties van de motor beïnvloedt.

2. Berekeningsformules

2.1 Magnetische fluxdichtheid in het luchtgap

Eerst wordt de magnetische fluxdichtheid (Bg) in het luchtgap berekend:

waarbij:

Φ de totale magnetische flux is (Weber, Wb)

Ag de oppervlakte van het luchtgap is (vierkante meter, m²)

2.2 Relatie tussen magnetische fluxdichtheid in het luchtgap en stroom

De magnetische fluxdichtheid in het luchtgap kan gerelateerd worden aan de statorstroom (Is) en de lengte van het luchtgap (g) via de volgende formule:

waarbij:

μ0 de permeabiliteit van de vrije ruimte is (4π×10 −7 H/m)

Ns het aantal windingen in de stator is

Is de statorstroom is (Amperes, A)

g de lengte van het luchtgap is (meter, m)

2.3 Koppelberekening

Het koppel kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

waarbij:

T het koppel is (Newton-meter, N·m)

Bg de magnetische fluxdichtheid in het luchtgap is (Tesla, T)

r de straal van de rotor is (meter, m)

Ap de oppervlakte van de rotor is (vierkante meter, m²)

μ0 de permeabiliteit van de vrije ruimte is (4π×10 −7 H/m)

3. Vereenvoudigde formule voor praktische toepassingen

In praktische toepassingen wordt vaak een vereenvoudigde formule gebruikt om het koppel van een motor te berekenen. Een veel gebruikte vereenvoudigde formule is:

waarbij:

T het koppel is (Newton-meter, N·m)

k een motorkonstante is, afhankelijk van de motordesign en geometrische parameters

Is de statorstroom is (Amperes, A)

Φ de totale magnetische flux is (Weber, Wb)

4. Voorbeeldberekening

Stel een motor met de volgende parameters:

Statorstroom 

Is=10 A

Lengte van het luchtgap 

g=0.5 mm = 0.0005 m

Aantal windingen in de stator 

Ns=100

Straal van de rotor 

r=0.1 m

Oppervlakte van de rotor 

Ap=0.01 m²

Eerst wordt de magnetische fluxdichtheid Bg in het luchtgap berekend:

Samenvatting

Het berekenen van het koppel van een motor met een luchtgap betreft meerdere parameters, waaronder de magnetische fluxdichtheid in het luchtgap, de statorstroom, de lengte van het luchtgap, de straal van de rotor en de oppervlakte van de rotor. Door de bovenstaande formules en stappen te volgen, kan het koppel van de motor nauwkeurig worden berekend.