Od dizalica za dizanje do dizala, motori istosmjerne struje (DC) svuda su oko vas. Kao i svi motori,Istosmjerni motoripretvoriti električnu energiju u drugi oblik energije, tipično mehaničko gibanje, poput podizanja osovine dizala. Možete opisati koliko energije proizvode izračunavanjem okretnog momenta ovih istosmjernih motora, mjere rotacijske sile.
Jednadžba zakretnog momenta
Istosmjerni momentni motor radi propuštanjem električne struje kroz zavojnicu u magnetskom polju. Zavojnica je oblikovana u pravokutnom obrisu između dva magneta, dok se ostatak zavojnice proteže i udaljava od magneta. Moment je magnetska sila koja uzrokuje okretanje zavojnice i stvaranje energije.
Jednadžba okretnog momenta dizajna istosmjernih motora je
okretni moment = IBA \ sin {\ theta}
za svaki zavoj motora s električnom strujomJau pojačalima, magnetsko poljeBu teslama, područje zacrtano zavojnicomAu M2 i kut okomit na žicu zavojnice "theta"θ. Da biste koristili izračunski zakretni moment dizajna istosmjernih motora, pobrinite se da razumijete kako funkcionira temeljna fizika.
Električna struja opisuje tok električnog naboja, a vi ga usmjeravate u suprotnom smjeru protoka elektrona u jedinicama ampera (ili naboja / vremena). Magnetsko polje opisuje sklonost magnetskog objekta da utječe na silu na pokretnom nabijenom čestica pomoću jedinica tesla baš kao što električno polje opisuje silu koja bi utjecala na električno naplatiti. Magnetska sila opisuje ovu temeljnu silu koja omogućava magnetima da vrše svojstva poput momenta.
Dizajn istosmjernog motora
Kod istosmjernog motora magnetska sila uzrokuje pomicanje zavojnice žice, ali zato što bi zavojnica to učinila inače se pomičite naprijed-natrag, jer se smjer sile neprestano okreće na njemu, istosmjerni motori koristikomutator, materijal podijeljenog prstena, za preokretanje struje i održavanje zavojnice koja se okreće u jednom smjeru.
Komutator koristi "četke" koje ostaju u dodiru s električnom strujom da bi okrenuo smjer. Većina današnjih motora izrađuje ove dijelove od ugljika i neprekidno okreće smjer pomoću mehanizama s oprugom.
Također možete koristiti pravilo s desne strane za izračun smjera momenta. Thepravilo desne rukeje način da vam desnom rukom kažem smjer magnetske sile. Ako palac, kažiprst i srednji prst ispružite prema van na desnoj ruci, palac će odgovarati smjer struje, kažiprst vam pokazuje smjer magnetskog polja i srednji će prst biti magnetska sila smjer.
Izvođenje jednadžbe okretnog momenta
Jednadžbu zakretnog momenta možete izvesti iz Lorentzove jednadžbe,
F = qE + qv \ puta B
za elektromagnetsku siluF, električno poljeE, električno punjenjeq, brzina nabijene česticevi magnetsko poljeB. U jednadžbi,xodnosi se na unakrsni proizvod, što će biti objašnjeno kasnije.
Tretirajte struju kao liniju pokretnih, nabijenih čestica koje stvaraju silu iz magnetskog polja. To vam omogućuje da prepišeteqv(koji ima jedinice naboja-udaljenost / vrijeme) kao umnožak struje naboja i duljine žice (koja bi ujedno bila i mjerač naboja / vrijeme).
Budući da imate posla samo s magnetskom silom, možete zanemaritiqEelektričnu komponentu i prepiši jednadžbu kao
F = IL \ puta B
fili struja I i duljina žiceL. Po definiciji arezultat dva vektora, možete ponovo napisati jednadžbu kao
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
s linijama koje okružuju svaku varijablu označavajući apsolutnu vrijednost. Za istosmjerni motor možete ga prepisati kaookretni moment = IBAgrijehθ.
Da biste izvršili izračun zakretnog momenta motora na mreži, možete koristiti internetski kalkulator za vaše specifične svrhe. jCalc.net nudi jedan koji daje obrtni moment motora za nazivnu snagu motora u kW i brzinu motora u o / min.