Variklio tikslas yra gauti kažką judėti. Dažnai tas dalykas yra ašis, kurios sukimosi judesį galima paversti perkėlimo judesiu, kaip automobilyje, arba kitaip panaudoti mechaniniam darbuidarbas(kuris turi energijos vienetus).
Thegalia(energija laiko vienetui) varikliui paprastai gaunama iš elektros energijos, kurios galutinis šaltinis gali būti anglimi varoma elektrinė, vėjo malūnas ar saulės elementų bankas.
Taikoma fizika gali būti naudojama nustatytivariklio efektyvumas,kuris yra energijos dalies, įdėtos į mechaninę sistemą, matas, kurio rezultatas yra naudingas darbas. Kuo variklis efektyvesnis, tuo mažiau energijos švaistoma kaip šiluma, trintis ir pan., O tuo labiau sutaupoma verslo savininko išlaidų pagal gamybos scenarijų.
Jėga, energija ir darbas
Energijafizika yra įvairių formų: kinetinė, potencialinė, šilumos, mechaninė, elektrinė ir kt. Darbas apibrėžiamas kaip energijos kiekis, išleistas judant maseimper atstumąxpritaikius jėgąF. Darbas SI (metrinėje) sistemoje turi Niutono metrų arba Džaulio (J) vienetus.
Galiayra energija laiko vienetui. Galite praleisti tam tikrą džaulių skaičių kertant automobilių stovėjimo aikštelę, bet jei spruksite ir įveiksite atstumą per 20 sekundžių, o ne pakilti ir užtrukti dvi minutes, jūsų galia yra atitinkamai didesnė sprinto metu pavyzdys. SI vienetas yra vatai (W) arba J / s.
Tipinės variklio efektyvumo vertės
Efektyvumas yra tiesiog išėjimo (naudingoji) galia, padalyta iš įvesties galios, skirtumas yra nuostoliai, atsirandantys dėl dizaino trūkumų ir kitų neišvengiamybių. Efektyvumas šiame kontekste yra dešimtainis skaičius, svyruojantis nuo 0 iki 1,0, arba kartais procentais.
Paprastai tikimasi, kad kuo galingesnis variklis, tuo efektyvesnis. 1–4 AG varikliui naudingas 0,80 naudingumo koeficientas, tačiau normalu, jei 5 AG ir galingesniems varikliams siekiama didesnio nei 0,90.
Elektros variklio efektyvumo formulė
Efektyvumas dažnai žymimas graikų raide eta (η) ir apskaičiuojamas pagal šią formulę:
η = \ frac {0,7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
ČiaAG= variklio galia,apkrova= Išėjimo galia procentais nuo vardinės galios irPi= įvesties galia kW.
- Nuolatinis koeficientas 0,7457 naudojamas arklio galioms paversti kilovatais. Taip yra todėl, kad 1 AG = 745,7 W arba 0,7457 kW.
Pavyzdys: Koks yra variklio efektyvumas, atsižvelgiant į 75 AG variklį, kurio išmatuota apkrova yra 0,50, o įėjimo galia - 70 kW?
\ pradžia {lygiuota} η & = \ frac {0,7457 \; \ tekstas {kW / AG} × 75 \; \ tekstas {hp} × 0,50} {70 \; \ tekstas {kW}} \\ & = 0,40 \ pabaiga {sulygiuota}
Variklio galios apskaičiavimo formulė
Kartais jums nurodomas problemos efektyvumas ir paprašoma išspręsti kitą kintamąjį, pvz., Įvesties galią. Tokiu atveju, jei reikia, pertvarkysite lygtį.
Pavyzdys:Kokia įėjimo galia, atsižvelgiant į variklio naudingumo koeficientą 0,85, apkrovą 0,70 ir 150 AG variklį?
\ begin {aligned} η & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Todėl} \; P_i & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {η} \\ & = \ frac {0.7457 \; \ text {kW / hp} × 150 \; \ text {hp} × 0.70} {0.85} \\ & = 92,1 \; \ tekstas {kW} \ end {aligned}
Variklio efektyvumo skaičiuoklė: pakaitinė formulė
Kartais jums pateikiami variklio parametrai, tokie kaip jo sukimo momentas (jėga, veikiama apie sukimosi ašį) ir jo apsisukimai per minutę (aps / min). Galite naudotis santykiaisη = Po/Pi, kurPo yra išėjimo galia, siekiant nustatyti efektyvumą tokiais atvejais, nesPi yra duotaAš × V, arba srovės kartus įtampa, oPo yra lygus sukimo momentuiτ kartų sukimosi greitisω. Sukimosi greitį radianais per sekundę pateikia savo ruožtuω= (2π) (aps./min.) / 60.
Taigi:
\ begin {aligned} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ end {aligned}