วิธีการคำนวณแรงบิดสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีช่องว่างอากาศ

การคำนวณแรงบิดของมอเตอร์ที่มีช่องอากาศต้องใช้พารามิเตอร์และขั้นตอนหลายอย่าง ช่องอากาศคือพื้นที่ระหว่างสเตเตอร์กับโรเตอร์ และส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์อย่างมาก ด้านล่างนี้เป็นขั้นตอนและสูตรในการคำนวณแรงบิดของมอเตอร์ที่มีช่องอากาศ

1. แนวคิดพื้นฐาน

แรงบิด (T):

แรงบิดคือแรงหมุนที่สร้างโดยโรเตอร์ของมอเตอร์ โดยวัดได้ในหน่วยนิวตัน-เมตร (N·m)

ช่องอากาศ (g):

ช่องอากาศคือระยะห่างระหว่างสเตเตอร์กับโรเตอร์ ซึ่งส่งผลต่อการกระจายสนามแม่เหล็กและการทำงานของมอเตอร์

2. สูตรการคำนวณ

2.1 ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องอากาศ

ก่อนอื่นให้คำนวณความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (Bg) ในช่องอากาศ:

เมื่อ:

Φ คือฟลักซ์แม่เหล็กรวม (เวเบอร์, Wb)

Ag คือพื้นที่ของช่องอากาศ (ตารางเมตร, m²)

2.2 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องอากาศกับกระแสไฟฟ้า

ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องอากาศสามารถเชื่อมโยงกับกระแสไฟฟ้าสเตเตอร์ (Is) และความยาวช่องอากาศ (g) โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

เมื่อ:

μ0 คือความทะลุผ่านทางแม่เหล็กของอากาศ (4π×10 −7 H/m)

Ns คือจำนวนรอบของวงจรสเตเตอร์

Is คือกระแสไฟฟ้าสเตเตอร์ (แอมแปร์, A)

g คือความยาวช่องอากาศ (เมตร, m)

2.3 การคำนวณแรงบิด

แรงบิดสามารถคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

เมื่อ:

T คือแรงบิด (นิวตัน-เมตร, N·m)

Bg คือความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องอากาศ (เทสลา, T)

r คือรัศมีของโรเตอร์ (เมตร, m)

Ap คือพื้นที่ผิวของโรเตอร์ (ตารางเมตร, m²)

μ0 คือความทะลุผ่านทางแม่เหล็กของอากาศ (4π×10 −7 H/m)

3. สูตรย่อสำหรับการประยุกต์ใช้งานจริง

ในการประยุกต์ใช้งานจริง มักใช้สูตรย่อในการคำนวณแรงบิดของมอเตอร์ สูตรย่อยอดนิยมคือ:

เมื่อ:

T คือแรงบิด (นิวตัน-เมตร, N·m)

k คือค่าคงที่ของมอเตอร์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบและพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของมอเตอร์

Is คือกระแสไฟฟ้าสเตเตอร์ (แอมแปร์, A)

Φ คือฟลักซ์แม่เหล็กรวม (เวเบอร์, Wb)

4. ตัวอย่างการคำนวณ

สมมติว่ามอเตอร์มีพารามิเตอร์ดังนี้:

กระแสไฟฟ้าสเตเตอร์ 

Is=10 A

ความยาวช่องอากาศ 

g=0.5 มม. = 0.0005 เมตร

จำนวนรอบของวงจรสเตเตอร์ 

Ns=100

รัศมีของโรเตอร์ 

r=0.1 เมตร

พื้นที่ผิวของโรเตอร์ 

Ap=0.01 ตารางเมตร

ก่อนอื่นให้คำนวณความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก Bg:

สรุป

การคำนวณแรงบิดของมอเตอร์ที่มีช่องอากาศต้องใช้พารามิเตอร์หลายอย่าง รวมถึงความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องอากาศ กระแสไฟฟ้าสเตเตอร์ ความยาวช่องอากาศ รัศมีโรเตอร์ และพื้นที่ผิวของโรเตอร์ โดยการปฏิบัติตามสูตรและขั้นตอนดังกล่าว แรงบิดของมอเตอร์สามารถคำนวณได้อย่างถูกต้อง