Obsah
Od zdvíhacích žeriavov po výťahy sú jednosmerné (DC) motory všade okolo vás. Rovnako ako všetky motory, DC motory prevádzajú elektrickú energiu na inú formu energie, zvyčajne na mechanický pohyb, ako je zdvíhanie šachty výťahu. Koľko krútiaceho momentu týchto jednosmerných motorov môžete opísať, koľko energie vytvárajú, čo je miera rotačnej sily.
Krútiaci moment
Jednosmerný točivý motor pracuje tak, že elektrický prúd prechádza cievkou v magnetickom poli. Cievka je tvarovaná v obdĺžnikovom obryse medzi dvoma magnetmi, pričom zvyšok cievky sa rozprestiera smerom von a preč od magnetov. Krútiaci moment je magnetická sila, ktorá spôsobuje, že sa cievka točí a vytvára energiu.
Krivka krútiaceho momentu pri konštrukciách jednosmerného motora je krútiaci moment = IBA_sin_θ za každé otočenie motora elektrickým prúdom ja v zosilňovačoch, magnetické pole B v teslasi, oblasť naznačená cievkou v m2 a uhol kolmý na cievkový drôt "theta" θ, Ak chcete použiť výpočet krútiaceho momentu pri konštrukciách jednosmerného motora, nezabudnite pochopiť, ako funguje základná fyzika.
Elektrický prúd popisuje tok elektrického náboja a nasmerujete ho opačným smerom ako tok elektrónu v jednotkách ampér (alebo náboj / čas). Magnetické pole opisuje tendenciu magnetického objektu ovplyvňovať silu na pohybujúcu sa nabitú časticu pomocou jednotiek teslasu rovnako ako to, ako elektrické pole opisuje silu, ktorá by ovplyvňovala elektrický náboj. Magnetická sila opisuje túto základnú silu, ktorá umožňuje magnetom vykonávať vlastnosti, ako je krútiaci moment.
Dizajn jednosmerného motora
Pre jednosmerný motor spôsobuje magnetická sila pohyb cievky drôtu, ale pretože by sa cievka inak pohybovala tam a späť, pretože smer sily na ňu neustále obracia, používajú jednosmerné motory prepínač, materiál s deleným krúžkom, na obrátenie prúdu a udržiavanie otáčania cievky v jednom smere.
Komutátor používa "kefy", ktoré zostávajú v kontakte s elektrickým prúdom na zmenu smeru. Väčšina súčasných motorov vyrába tieto časti uhlíka a využíva pružinové mechanizmy na nepretržité reverzovanie smeru.
Na výpočet smeru krútiaceho momentu môžete použiť aj pravostranné pravidlo. pravostranné pravidlo je spôsob, ako povedať pravou rukou smer magnetickej sily. Ak na pravej strane roztiahnete palec, ukazovák a stredný prst smerom von, palec bude zodpovedať smeru prúdu, ukazovák vám ukáže smer magnetického poľa a prostredník bude smer magnetickej sily.
Odvodenie krútiacej momentovej rovnice
Rovnicu pre krútiaci moment môžete odvodiť z Lorentzovej rovnice, F = qE + qv x B pre elektromagnetickú silu F, elektrické pole E, nabíjačka qrýchlosť nabitej častice proti a magnetické pole B, V rovnici platí: X sa vzťahuje na krížový produkt, ktorý bude vysvetlený neskôr.
S prúdom zaobchádzajte ako s líniou pohybujúcich sa nabitých častíc, ktoré vytvárajú silu z magnetického poľa. To vám umožní prepísať qv (ktorý má jednotky nábojovej vzdialenosti / času) ako súčin nabíjacieho prúdu a dĺžky drôtu (ktorý by bol tiež počítadlom náboja / čas).
Pretože sa zaoberáte iba magnetickou silou, môžete ignorovať qE elektrický komponent a prepisuje rovnicu ako F = IL x B f_ alebo prúd I a dĺžka drôtu _L, Podľa definície a krížový produkt, môžete túto rovnicu prepísať ako F = I | L || B | _sin_θ pričom čiary obklopujúce každú premennú označujú absolútnu hodnotu. V prípade jednosmerného motora ho môžete prepísať ako krútiaci moment = IBA_sin_θ.
Ak chcete vykonať výpočet krútiaceho momentu motora online, môžete použiť online kalkulačku na vaše konkrétne účely. jCalc.net ponúka ten, ktorý vydáva krútiaci moment motora pre menovitý výkon vstupného motora v kW a otáčky motora v ot / min.