Conţinut
De la ridicarea macararelor până la ascensoare, motoarele cu curent continuu (DC) sunt în jurul tău. Ca toate motoarele, Motoare cu curent continuu transforma energia electrică într-o altă formă de energie, de obicei mișcare mecanică, cum ar fi ridicarea unui arbore elevator. Puteți descrie câtă energie produc calculând cuplul acestor motoare cu curent continuu, o măsură a forței de rotație.
Ecuația cuplului
Un motor cu curent continuu funcționează trecând un curent electric printr-o bobină într-un câmp magnetic. Bobina este conturată într-un contur dreptunghiular între cei doi magneți, iar restul bobinei se extinde și se îndepărtează de magneți. Cuplul este forța magnetică care determină rotirea bobinei și crearea de energie.
Ecuația de cuplu a proiectelor motorului cu curent continuu este cuplu = IBA_sin_θ pentru fiecare rotire a motorului cu curent electric eu în amperi, câmp magnetic B în teslas, zonă conturată de bobină A in m2 și unghiul perpendicular pe firul bobinei "theta" θ. Pentru a utiliza cuplul de calcul al proiectelor de motoare cu curent continuu, asigurați-vă că înțelegeți cum funcționează fizica de bază.
Curentul electric descrie fluxul de sarcină electrică și îl direcționați în direcția opusă a fluxului de electroni în unități de amperi (sau încărcare / timp). Câmpul magnetic descrie înclinația ca un obiect magnetic să influențeze o forță asupra unei particule încărcate în mișcare folosind unități de teslas la fel cum câmpul electric descrie forța care ar afecta o sarcină electrică. Forța magnetică descrie această forță fundamentală care permite magneților să exercite proprietăți precum cuplul.
DC Motor Design
Pentru un motor cu curent continuu, forța magnetică determină mișcarea bobinei de sârmă, dar pentru că altfel bobina s-ar deplasa înainte și înapoi, deoarece direcția forței se inversează continuu asupra acesteia, motoarele DC comutator, un material cu inel divizat, pentru a inversa curentul și a menține bobina rotind într-o direcție.
Comutatorul folosește „perii” care rămân în contact cu curentul electric pentru a inversa direcția. Majoritatea motoarelor actuale produc aceste părți de carbon și folosesc mecanisme încărcate cu arcuri pentru a inversa continuu direcția.
Puteți utiliza, de asemenea, regula din dreapta pentru a calcula direcția de cuplu. regulă dreapta este un mod de a vă spune direcția unei forțe magnetice folosind mâna dreaptă. Dacă vă extindeți degetul mare, indexul și degetul mijlociu spre exterior pe mâna dreaptă, degetul mare va corespunde direcției curentului, degetul arătător vă arată direcția câmpului magnetic, iar degetul mijlociu va fi direcția forței magnetice.
Derivarea ecuației de moment
Puteți obține ecuația pentru cuplul din ecuația Lorentz, F = qE + qv x B pentru forța electromagnetică F, câmp electric E, incarcare electrica q, viteza particulei încărcate v și câmp magnetic B. În ecuație, X se referă la un produs încrucișat, care va fi explicat mai târziu.
Tratează curentul ca o linie de particule în mișcare, încărcate, care creează o forță dintr-un câmp magnetic. Asta vă permite să rescrieți QV (care are unități de încărcare-distanță / timp) ca produs al curentului de încărcare și lungimea firului (care ar fi, de asemenea, contor de încărcare / timp).
Deoarece aveți de-a face doar cu o forță magnetică, puteți ignora QE componentă electrică și rescrie ecuația ca F = IL x B f_ sau curentul I și lungimea sârmei _L. Prin definiția a produs încrucișat, puteți re-scrie ecuația ca F = I | L || B | _sin_θ cu liniile care înconjoară fiecare variabilă notând valoarea absolută. Pentru un motor cu curent continuu, îl puteți rescrie ca cuplu = IBA_sin_θ.
Pentru a efectua un calcul al cuplului motorului online, puteți utiliza un calculator online pentru scopurile dvs. specifice. jCalc.net oferă unul care produce un cuplu motor pentru puterea de intrare a motorului în kW și turația motorului în RPM.