Fra løftekraner til elevatorer er jævnstrømsmotorer overalt omkring dig. Som alle motorer,DC-motorerkonvertere elektrisk energi til en anden form for energi, typisk mekanisk bevægelse såsom løft af en elevatoraksel. Du kan beskrive, hvor meget energi de producerer ved at beregne drejningsmomentet på disse jævnstrømsmotorer, et mål for rotationskraft.
Momentligning
En DC-momentmotor fungerer ved at føre en elektrisk strøm gennem en spole i et magnetfelt. Spolen er formet i et rektangeloversigt mellem de to magneter, hvor resten af spolen strækker sig ud og væk fra magneterne. Momentet er den magnetiske kraft, der får spolen til at dreje og skabe energi.
Momentligningen for jævnstrømsmotordesign er
drejningsmoment = IBA \ sin {\ theta}
for hver omdrejning af motoren med den elektriske strømjegi forstærkere, magnetfeltBi teslas, område skitseret af spolenENi m2 og vinkel vinkelret på spoletråden "theta"θ. For at bruge det beregnede drejningsmoment for DC-motordesign skal du sørge for at forstå, hvordan den underliggende fysik fungerer.
Elektrisk strøm beskriver strømmen af elektrisk ladning, og du styrer den i den modsatte retning af elektronstrømmen i enheder af ampere (eller ladning / tid). Magnetfeltet beskriver tilbøjeligheden til, at en magnetisk genstand påvirker en kraft på en ladet bevægelse partikel ved hjælp af enheder af teslas ligesom hvordan elektrisk felt beskriver den kraft, der ville påvirke en elektrisk oplade. Magnetkraft beskriver denne grundlæggende kraft, der lader magneter udøve egenskaber som drejningsmoment.
DC-motordesign
For en jævnstrømsmotor får magnetkraften ledningen til at bevæge sig, men fordi spolen ville ellers bevæger sig frem og tilbage, fordi kraftretningen kontinuerligt vender på den, jævnstrømsmotorer brug enkommutator, et splitringmateriale, for at vende strømmen og holde spolen roterende i en retning.
Kommutatoren bruger "børster", der forbliver i kontakt med den elektriske strøm for at vende retningen. De fleste nutidige motorer fremstiller disse dele af kulstof og bruger fjederbelastede mekanismer til kontinuerligt at vende retningen.
Du kan også bruge højre håndregel til at beregne drejningsmomentets retning. Dethøjre håndsregeler en måde at fortælle dig retningen af en magnetisk kraft ved hjælp af din højre hånd. Hvis du strækker din tommelfinger, pegefinger og langfinger udad på din højre hånd, svarer tommelfingeren til strømretning viser pegefingeren retningen på magnetfeltet, og langfingeren vil være magnetisk kraft retning.
Udledning af momentligningen
Du kan udlede ligningen for drejningsmoment fra Lorentz-ligningen,
F = qE + qv \ gange B
til elektromagnetisk kraftF, elektrisk feltE, elektrisk ladningq, hastighed af den ladede partikelvog magnetfeltB. I ligningen er denxhenviser til et krydsprodukt, som vil blive forklaret senere.
Behandl strømmen som en linje af bevægelige, ladede partikler, der skaber en kraft fra et magnetfelt. Det giver dig mulighed for at omskriveqv(der har enheder af ladeafstand / tid) som produkt af ladestrøm og længden af ledningen (som også ville være lademåler / tid).
Fordi du kun har at gøre med en magnetisk kraft, kan du ignorereqEelektrisk komponent og omskriv ligningen som
F = IL \ gange B
feller strøm I og ledningens længdeL. Ved definitionen af enkrydsprodukt, kan du omskrive ligningen som
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
med linjerne omkring hver variabel, der angiver den absolutte værdi. For en jævnstrømsmotor kan du omskrive den somdrejningsmoment = IBAsyndθ.
For at udføre en motormomentberegning online kan du bruge en online regnemaskine til dine specifikke formål. jCalc.net tilbyder en der afgiver motorens drejningsmoment til indgangsmotorens nominelle værdi i kW og motorhastigheden i RPM.