Desde grúas elevadoras hasta elevadores, los motores de corriente continua (CC) están a su alrededor. Como todos los motores,Motores DCconvertir la energía eléctrica en otra forma de energía, típicamente un movimiento mecánico, como la elevación del hueco de un ascensor. Puede describir cuánta energía producen calculando el par de estos motores de CC, una medida de la fuerza de rotación.
Ecuación de par
Un motor de torque de CC funciona pasando una corriente eléctrica a través de una bobina en un campo magnético. La bobina tiene la forma de un contorno rectangular entre los dos imanes con el resto de la bobina extendiéndose hacia afuera y alejándose de los imanes. El par es la fuerza magnética que hace que la bobina gire y cree energía.
La ecuación de par de los diseños de motores de CC es
torque = IBA \ sin {\ theta}
por cada vuelta del motor con la corriente eléctricaIen amperios, campo magnéticoBen teslas, área delimitada por la bobinaAEn m2 y ángulo perpendicular al cable de la bobina "theta"
La corriente eléctrica describe el flujo de carga eléctrica y la dirige en la dirección opuesta al flujo de electrones en unidades de amperios (o carga / tiempo). El campo magnético describe la propensión de un objeto magnético a influir en una fuerza en un movimiento cargado partícula usando unidades de teslas al igual que la forma en que el campo eléctrico describe la fuerza que afectaría a una cargo. La fuerza magnética describe esta fuerza fundamental que permite que los imanes ejerzan propiedades como el torque.
Diseño de motor de CC
Para un motor de CC, la fuerza magnética hace que la bobina de alambre se mueva, pero debido a que la bobina de lo contrario, se mueven hacia adelante y hacia atrás porque la dirección de la fuerza se invierte continuamente, usar unaconmutador, un material de anillo partido, para invertir la corriente y mantener la bobina girando en una dirección.
El conmutador utiliza "escobillas" que permanecen en contacto con la corriente eléctrica para invertir la dirección. La mayoría de los motores actuales fabrican estas partes de carbono y utilizan mecanismos de resorte para invertir continuamente la dirección.
También puede utilizar la regla de la derecha para calcular la dirección del par. Laregla de la mano derechaes una forma de indicarle la dirección de una fuerza magnética con la mano derecha. Si extiende el pulgar, el índice y el dedo medio hacia afuera en su mano derecha, el pulgar corresponderá al dirección de la corriente, el dedo índice le muestra la dirección del campo magnético y el dedo medio será la fuerza magnética dirección.
Derivación de la ecuación de par
Puede derivar la ecuación para el torque a partir de la ecuación de Lorentz,
F = qE + qv \ times B
para fuerza electromagnéticaF, campo eléctricomi, carga eléctricaq, velocidad de la partícula cargadavy campo magnéticoB. En la ecuación, elXse refiere a un producto cruzado, que se explicará más adelante.
Trate la corriente como una línea de partículas cargadas en movimiento que crean una fuerza a partir de un campo magnético. Que te permite reescribirqv(que tiene unidades de distancia de carga / tiempo) como el producto de la corriente de carga y la longitud del cable (que también sería medidor de carga / tiempo).
Debido a que solo está tratando con una fuerza magnética, puede ignorar laqEcomponente eléctrico y reescriba la ecuación como
F = IL \ veces B
Fo corriente I y longitud del cableL. Por la definición de unproducto cruzado, puede volver a escribir la ecuación como
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
con las líneas que rodean cada variable denotando el valor absoluto. Para un motor de CC, puede reescribirlo comotorque = IBApecadoθ.
Para realizar un cálculo de par motor en línea, puede utilizar una calculadora en línea para sus propósitos específicos. jCalc.net ofrece uno que genera el par del motor para la clasificación del motor de entrada en kW y la velocidad del motor en RPM.