Målet med en motor er å få noe i bevegelse. Ofte er det noe som er en aksel, hvis rotasjonsbevegelse kan konverteres til translasjonsbevegelse, som i en bil, eller på annen måte brukes til å gjøre mekaniskarbeid(som har enheter av energi).
Demakt(energi per tidsenhet) for motoren kommer vanligvis fra elektrisitet, som den ultimate kilden kan være et kulldrevet anlegg, en vindmølle eller en solcellebank.
Anvendt fysikk kan brukes til å bestemmemotoreffektivitet,som er et mål på brøkdelen av energi som legges inn i et mekanisk system som resulterer i nyttig arbeid. Jo mer effektiv motoren er, desto mindre energi går det bort som varme, friksjon og så videre, og jo mer ultimate besparelser for en bedriftseier i et produksjonsscenario.
Kraft, energi og arbeid
Energier fysikk tar mange former: kinetisk, potensial, varme, mekanisk, elektrisk og mer. Arbeid er definert som mengden energi brukt på å bevege en massemgjennom en avstandxved å påføre en styrkeF. Arbeid i SI (metrisk) systemet har enheter Newton-meter, eller Joules (J).
Makter energi per tidsenhet. Du kan bruke et gitt antall joule på kryss av en parkeringsplass, men hvis du sprint og dekker avstanden i 20 sekunder i stedet for å gå rundt og ta to minutter, er kraftuttaket ditt tilsvarende høyere i sprinten eksempel. SI-enheten er Watts (W) eller J / s.
Typiske motoreffektivitetsverdier
Effektivitet er ganske enkelt utgangseffekt (nyttig) delt på inngangseffekt, med forskjellen som tap på grunn av mangler i design og andre uunngåelige forhold. Effektivitet i denne sammenhengen er en desimal som varierer fra 0 til 1,0, eller noen ganger i prosent.
Jo kraftigere motoren er, desto mer effektiv forventes den å være. En effektivitet på 0,80 er bra for en til 4 hk motor, men det er normalt å sikte mot over 0,90 for 5 hk og kraftigere motorer.
Elektrisk motoreffektivitetsformel
Effektivitet betegnes ofte med den greske bokstaven eta (η), og beregnes ved hjelp av følgende formel:
η = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}
Her,hk= motor hestekrefter,laste= Utgangseffekt i prosent av nominell effekt, ogPJeg= inngangseffekt i kW.
- Den konstante faktoren 0.7457 brukes til å konvertere hestekrefter til kilowatt. Dette er fordi 1 hk = 745,7 W, eller 0,7457 kW.
Eksempel: Gitt en 75 hk motor, en målt belastning på 0,50 og inngangseffekt på 70 kW, hva er motoreffektiviteten?
\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 \; \ text {kW / hp} × 75 \; \ text {hp} × 0.50} {70 \; \ text {kW}} \\ & = 0.40 \ end {justert}
Formel for beregning av motoreffekt
Noen ganger får du effektiviteten i et problem og blir bedt om å løse en annen variabel, for eksempel inngangseffekten. I dette tilfellet omorganiserer du ligningen etter behov.
Eksempel:Gitt en motoreffektivitet på 0,85, en belastning på 0,70 og en 150 hk motor, hva er inngangseffekten?
\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Derfor} \; 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 \; \ text {kW} \ end {justert}
Motoreffektivitetskalkulator: Alternativ formel
Noen ganger får du parametrene til en motor, for eksempel dreiemomentet (kraften som påføres rundt en rotasjonsakse) og dens omdreininger per minutt (rpm). Du kan bruke forholdetη = Po/PJeg, hvorPo er utgangseffekt, for å bestemme effektiviteten i slike tilfeller, fordiPJeg er gitt avJeg × V, eller strømtidsspenning, mensPo er lik dreiemomentτ ganger rotasjonshastighetω. Rotasjonshastighet i radianer per sekund er gitt etter turω= (2π) (o / min) / 60.
Og dermed:
\ begin {align} η & = P_o / P_i \\ & = \ frac {τ × 2π × \ text {rpm} / 60} {I × V} \\ & = \ frac {(π / 30) (τ × \ text {rpm})} {I × V} \\ \ end {justert}