Tasavirta (DC) -moottorit ovat ympärilläsi nostureista nostimiin. Kuten kaikki moottorit,DC-moottoritmuuntaa sähköenergia muuksi energiamuodoksi, tyypillisesti mekaaniseksi liikkeeksi, kuten hissikuilun nostamiseksi. Voit kuvata kuinka paljon energiaa ne tuottavat laskemalla näiden tasavirtamoottoreiden vääntömomentin, joka on pyörimisvoiman mitta.
Vääntömomenttiyhtälö
DC-momenttimoottori toimii johtamalla sähkövirta kelan läpi magneettikentässä. Käämi on muotoiltu suorakulmion muotoisena kahden magneetin välillä, ja loput kelasta ulottuu ulos ja pois magneeteista. Vääntömomentti on magneettinen voima, joka saa kelan pyörimään ja luomaan energiaa.
DC-moottorimallien vääntömomenttiyhtälö on
vääntömomentti = IBA \ sin {\ theta}
kullekin moottorin kierrokselle sähkövirrallaMinäampeereina, magneettikenttäBteslasissa, kelan hahmottama alueAmetreinä2 ja kulma kohtisuorassa kelalankaan "theta"θ. Jotta voisit käyttää tasavirtamoottorimallien laskentamomenttia, varmista, että ymmärrät taustalla olevan fysiikan toiminnan.
Sähkövirta kuvaa sähkövarauksen virtausta, ja ohjaat sen elektronien virtauksen vastakkaiseen suuntaan ampeereina (tai varauksena / aikana). Magneettikenttä kuvaa magneettikappaleen taipumusta vaikuttaa liikkuvan varauksen voimaan hiukkasia käyttäen teslas-yksiköitä samalla tavalla kuin kuinka sähkökenttä kuvaa voimaa, joka vaikuttaisi sähköiseen veloittaa. Magneettinen voima kuvaa tätä perusvoimaa, joka antaa magneeteille mahdollisuuden käyttää ominaisuuksia kuten vääntömomentti.
DC-moottorin suunnittelu
DC-moottorissa magneettinen voima saa lankakelan liikkumaan, mutta koska kela liikkuu muuten liikkua edestakaisin, koska voimasuunta muuttuu jatkuvasti, DC-moottorit Käytäkommutaattori, halkaisurenkainen materiaali virran kääntämiseksi ja kelan pitämiseksi pyörimässä yhdessä suunnassa.
Kommutaattori käyttää "harjoja", jotka pysyvät kosketuksessa sähkövirran kanssa suunnan kääntämiseksi. Suurin osa nykypäivän moottoreista tekee näistä osista hiiltä ja käyttää jousikuormitteisia mekanismeja suunnan jatkuvaan kääntämiseen.
Voit myös käyttää oikeanpuoleista sääntöä momentin suunnan laskemiseen.oikean käden sääntöon tapa kertoa magneettisen voiman suunta oikealla kädelläsi. Jos ojennat peukalosi, etusormesi ja keskisormesi ulospäin oikealla kädelläsi, peukalo vastaa virran suuntaan, etusormi näyttää magneettikentän suunnan ja keskisormi on magneettinen voima suunta.
Vääntömomenttiyhtälön johtaminen
Voit johtaa vääntömomentin yhtälön Lorentz-yhtälöstä,
F = qE + qv \ kertaa B
sähkömagneettiselle voimalleF, sähkökenttäE, sähkövarausq, varatun hiukkasen nopeusvja magneettikenttäB. Yhtälössäxviittaa ristituotteeseen, joka selitetään myöhemmin.
Käsittele virtaa liikkuvien, varattujen hiukkasten viivana, jotka luovat voiman magneettikentästä. Sen avulla voit kirjoittaa uudelleenqv(jolla on latausetäisyyden / ajan yksikköjä) latausvirran ja langan pituuden (joka olisi myös latausmittari / aika) tulona.
Koska olet tekemisissä vain magneettisen voiman kanssa, voit jättää huomiottaqEsähkökomponentti ja kirjoita yhtälö uudelleen
F = IL \ kertaa B
ftai nykyinen I ja langan pituusL. Määritelmän aristituote, voit kirjoittaa yhtälön uudelleen muodossa
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
kutakin muuttujaa ympäröivillä viivoilla on absoluuttinen arvo. DC-moottorille voit kirjoittaa sen uudella nimellävääntömomentti = IBAsyntiθ.
Suorita moottorin vääntömomentin laskenta verkossa käyttämällä online-laskinta tiettyihin tarkoituksiin. jCalc.net tarjoaa yhden joka antaa moottorin vääntömomentin ottomoottorin nimellisarvoksi kilowatteina ja moottorin kierrosluvun kierrosta minuutissa.