Nuo kėlimo kranų iki liftų, aplink jus yra nuolatinės srovės (DC) varikliai. Kaip ir visi varikliai,Nuolatinės srovės varikliaipaversti elektros energiją kita energijos forma, paprastai mechaniniu judesiu, pavyzdžiui, lifto šachtos pakėlimu. Apibūdindami šių nuolatinės srovės variklių sukimo momentą, sukimosi jėgos matą, galite apibūdinti, kiek energijos jie pagamina.
Sukimo momento lygtis
Nuolatinės srovės sukimo momento variklis veikia praleidžiant elektros srovę per ritę magnetiniame lauke. Ritė yra stačiakampio formos tarp dviejų magnetų formos, o likusi ritė tęsiasi nuo magnetų ir nuo jų. Sukimo momentas yra magnetinė jėga, dėl kurios ritė sukasi ir sukuria energiją.
Nuolatinės srovės variklių konstrukcijos sukimo momento lygtis yra
sukimo momentas = IBA \ sin {\ theta}
kiekvienam variklio posūkiui su elektros sroveAšamperuose, magnetinis laukasBteslose - ritės nubrėžtas plotasAm2 ir kampas statmenas ritės laidui "teta"θ. Norėdami naudoti apskaičiuojant nuolatinės srovės variklių sukimo momentą, įsitikinkite, kad suprantate, kaip veikia pagrindinė fizika.
Elektros srovė apibūdina elektros krūvio srautą, o jūs jį nukreipiate priešinga elektronų srauto kryptimi amperų (arba krūvio / laiko) vienetais. Magnetinis laukas apibūdina magnetinio objekto polinkį paveikti jėgą judančiam krūviui dalelė, naudojant teslos vienetus, kaip elektrinis laukas apibūdina jėgą, kuri turėtų įtakos elektrinei mokestis. Magnetinė jėga apibūdina šią pagrindinę jėgą, leidžiančią magnetams daryti tokias savybes kaip sukimo momentas.
Nuolatinės srovės variklių dizainas
Nuolatinės srovės varikliui dėl magnetinės jėgos vielos ritė juda, bet todėl, kad ritė judėtų kitaip judėkite pirmyn ir atgal, nes jėgos kryptis nuolat keičiasi ant jo, nuolatinės srovės varikliai naudotikomutatorius, padalinto žiedo medžiaga, kad būtų galima pakeisti srovę ir išlaikyti ritę besisukančią viena kryptimi.
Komutatorius naudoja „šepetėlius“, kurie lieka sąlytyje su elektros srove, kad pakeistų kryptį. Dauguma šių dienų variklių gamina šias anglies dalis ir naudoja spyruoklinius mechanizmus, kad nuolat pakeistų kryptį.
Norėdami apskaičiuoti sukimo momento kryptį, taip pat galite naudoti dešinės rankos taisyklę. Thedešinės rankos taisyklėyra būdas jums pasakyti dešinės rankos magnetinės jėgos kryptį. Jei dešinę ranką ištiesite nykščiu, smiliumi ir viduriniuoju pirštu į išorę, nykštis atitiks srovės kryptimi rodomasis pirštas parodo magnetinio lauko kryptį, o vidurinis pirštas bus magnetinė jėga kryptis.
Išvesti sukimo momento lygtį
Sukimo momento lygtį galite išvesti iš Lorentzo lygties,
F = qE + qv \ kartus B
elektromagnetinei jėgaiF, elektrinis laukasE, elektros krūvisq, įkrautos dalelės greitisvir magnetinis laukasB. Lygtyjexreiškia kryžminį produktą, kuris bus paaiškintas vėliau.
Laikykite srovę judančių, įkrautų dalelių linija, sukuriančia jėgą iš magnetinio lauko. Tai leidžia jums perrašytiqv(kuris turi įkrovos atstumo / laiko vienetus) kaip įkrovos srovės ir laido ilgio (kuris taip pat būtų įkrovos metras / laikas) sandauga.
Kadangi jūs susiduriate tik su magnetine jėga, galite nepaisytiqEelektrinį komponentą ir perrašykite lygtį kaip
F = IL \ kartus B
farba srovė I ir laido ilgisL. Pagal a apibrėžimąkryžminis produktas, galite iš naujo parašyti lygtį kaip
F = I | L || B | \ sin {\ theta}
kiekvieną kintamąjį supančiomis linijomis žymint absoliučią vertę. Nuolatinės srovės varikliui galite jį perrašyti kaipsukimo momentas = IBAnuodėmėθ.
Norėdami atlikti variklio sukimo momento skaičiavimą internetu, galite naudoti internetinę skaičiuoklę konkretiems tikslams. „jCalc.net“ siūlo vieną kuris išleidžia variklio sukimo momentą, kad įvestų variklio nominalią galią kW, o variklio apsisukimų skaičių per aps / min.