Что такое номинальный момент двигателя постоянного тока

Основные уравнения двигателя постоянного тока (ДПТ)

В этой статье описаны основные формулы, величины и их обозначения которые относятся ко всем двигателям постоянного тока.

В результате взаимодействия I_я тока якоря в проводнике L обмотки якоря с внешним магнитным полем возникает электромагнитная сила создающая электромагнитный момент М который приводит якорь во вращение с частотой n.

Противо ЭДС двигателя E_я

При вращении якоря пазовый проводник пресекает линии поля возбуждения с магнитной индукцией B и в соответствии с явлением электромагнитной индукции в проводнике наводится ЭДС E_я направленная навстречу I_я. Поэтому эта ЭДС называется противо ЭДС  и она прямо пропорциональна Ф магнитному потоку и частоте вращения n.

E_я = С_е * Ф * n (1)

C_e — постоянный коэффициент определяемой конструкцией двигателя.

Применив второй закон Кирхгофа получаем уравнение напряжения двигателя.

U = E_я + I_я * ∑R (2)

где ∑R — суммарное сопротивления обмотки якоря включающая сопротивление :

• обмотки якоря
• добавочных полюсов
• обмотки возбуждения (для двигателей с последовательным возбуждением)

Ток якоря I_я

Выразим из формулы 2 ток якоря.

 

Частота вращения якоря

Из формул 1 и 2 выведем формулу для частоты вращения якоря.

Электромагнитная мощность двигателя

P_эм = Е_я I_я (5)

Электромагнитный момент

 где: ω = 2*π*f — угловая скорость вращения якоря, C_м — постоянный коэффициент двигателя (включает в себя конструктивные особенности данного двигателя)

Момент на валу двигателя, т.е. полезный момент, где М₀ момент холостого хода;

Р₂ — полезная мощность двигателя

Уравнение крутящего момента двигателя постоянного тока - его происхождение

Когда машина постоянного тока загружается либо как двигатель, либо как генератор, проводники ротора несут ток. Эти проводники лежат в магнитном поле воздушного зазора. Таким образом, каждый проводник испытывает силу. Проводники лежат вблизи поверхности ротора на общем радиусе от его центра. Следовательно, крутящий момент создается по окружности ротора, и ротор начинает вращаться.

Когда машина работает как генератор с постоянной скоростью, этот крутящий момент равен и противоположен крутящему моменту, который обеспечивает первичный двигатель.Когда машина работает как двигатель, крутящий момент передается на вал ротора и управляет механической нагрузкой. Выражение одинаково для генератора и двигателя.

Когда ток, несущий ток, помещается в магнитное поле, возникает сила, которая воздействует на момент поворота или крутящий момент F x r. Этот крутящий момент создается из-за электромагнитного эффекта, поэтому называется Электромагнитный крутящий момент. Крутящий момент, который создается в якоре, не используется полностью на валу для выполнения полезной работы.Некоторая часть этого была потеряна из-за механических потерь. Крутящий момент, который используется для выполнения полезной работы, известен как крутящий момент на валу.

С,

Умножив уравнение (1) на I _и , мы получим

Где,

VI _a - это входная электрическая мощность якоря.

I ² _a R _a - потеря меди в якоре.

Мы знаем это,

Общая электрическая мощность, подаваемая на якорь = Механическая мощность, развиваемая якорем + потери из-за сопротивления якоря

Теперь механическая сила, развиваемая арматурой, равна Pm.

Кроме того, механическая мощность вращающегося якоря может быть дана относительно крутящего момента T и скорости n.

Где n в оборотах в секунду (об / с) и T в ньютон-метрах.

Следовательно,

Но,

где N - скорость вращения в минуту (об / мин) и

Где n - скорость в (об / с).

Следовательно,

Итак, уравнение крутящего момента дано как

Для конкретного двигателя постоянного тока число полюсов (P) и количество проводников на параллельном пути (Z / A) постоянны.

Где,

Таким образом, из приведенного выше уравнения (5) ясно, что крутящий момент, создаваемый в якоре, прямо пропорционален потоку на полюс и току якоря. Кроме того, направление электромагнитного момента, развиваемого в якоре, зависит от тока в проводниках якоря. Если любой из этих двух направлений перевернут, направление создаваемого крутящего момента меняется на противоположное и, следовательно, направление вращения. Но когда б

.Крутящий момент

- Википедия

Крутящий момент , , момент , , момент силы , , момент вращения или «эффект поворота» является вращательным эквивалентом линейной силы. ^[1] Концепция возникла в результате изучения Архимедом использования рычагов. Подобно тому, как линейная сила представляет собой толчок или толчок, крутящий момент можно рассматривать как поворот объекта вокруг определенной оси. Другое определение крутящего момента представляет собой произведение величины силы на перпендикулярное расстояние линии действия силы от оси вращения.Символом крутящего момента обычно является τ {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}}}, строчная греческая буква тау . Когда упоминается как момент силы, он обычно обозначается как М .

В трех измерениях крутящий момент является псевдовектором; для точечных частиц он определяется как произведение вектора положения (вектора расстояния) и вектора силы. Величина крутящего момента твердого тела зависит от трех величин: приложенная сила, вектор рычага ^[2] , соединяющий точку, вокруг которой измеряется крутящий момент, с точкой приложения силы, и угол между векторы силы и рычага.В символах:

τ = r × F {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F} \, \!}

τ = ‖r‖‖F‖sin⁡ θ {\ displaystyle \ tau = \ | \ mathbf {r} \ | \, \ | \ mathbf {F} \ | \ sin \ theta \, \!}

где

τ {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}}} является вектором крутящего момента, а τ {\ displaystyle \ tau} является величиной крутящего момента,

r - вектор положения (вектор от точки, вокруг которой измеряется крутящий момент, до точки, где применяется сила)

F - вектор силы,

× обозначает перекрестное произведение, которое создает вектор, перпендикулярный как r , так и F , следуя правилу правой руки,

θ {\ displaystyle \ theta} - угол между вектором силы и вектором рычага.

Единица СИ для крутящего момента - Нм. Для получения дополнительной информации о единицах крутящего момента см. Единицы.

Определение терминологии [править]

Джеймс Томсон, брат лорда Кельвина, ввел термин крутящий момент в английскую научную литературу в 1884 году. ^[3] Однако, крутящий момент относится к использованию другого словаря в зависимости от географического положения и области исследования. Эта статья следует определению, используемому в физике США при использовании слова «крутящий момент ». ^[4] В Великобритании и в США в машиностроении крутящий момент называют моментом силы , обычно сокращенным до момента . ^[5] Эти термины являются взаимозаменяемыми в физике США ^[4] и в терминологии физики Великобритании, в отличие от американского машиностроения, где термин крутящий момент используется для тесно связанного «результирующего момента пары». ^[5]

Крутящий момент и момент в терминологии машиностроения США [править]

В машиностроении США крутящий момент определяется математически как скорость изменения момента импульса объекта (в физике это называется «чистым крутящим моментом»).Определение крутящего момента гласит, что одна или обе из угловой скорости или момента инерции объекта изменяются. Момент - это общий термин, используемый для тенденции одной или нескольких приложенных сил вращать объект вокруг оси, но необязательно изменять угловой момент объекта (концепция, которая в физике называется крутящим моментом ). ^[5] Например, вращательное усилие, приложенное к валу, вызывающее ускорение, такое как сверло, ускоряющееся от покоя, приводит к моменту, называемому крутящим моментом .Напротив, поперечная сила на балке создает момент (называемый изгибающим моментом), но, поскольку момент импульса балки не изменяется, этот изгибающий момент не называется крутящим моментом . Подобно любой силовой паре на объекте, у которого нет изменения его углового момента, такой момент также не называется крутящим моментом .

Определение и отношение к моменту импульса [править]

Частица находится в положении r относительно своей оси вращения.Когда к частице прикладывается сила F , только перпендикулярный компонент F _⊥ создает крутящий момент. Этот крутящий момент τ = r × F имеет величину τ = | р | | F _⊥ | = | р | | F | грех θ и направлен наружу от страницы.

Сила, приложенная перпендикулярно к рычагу, умноженная на его расстояние от точки опоры рычага (длина рычага рычага), является его крутящим моментом.Например, сила в три ньютона, приложенная в двух метрах от точки опоры, создает такой же крутящий момент, что и сила в один ньютон, приложенная в шести метрах от точки опоры. Направление крутящего момента можно определить с помощью правила захвата правой руки: если пальцы правой руки изогнуты от направления рычага к направлению силы, то большой палец указывает в направлении крутящего момента. ^[6]

В более общем смысле крутящий момент на точечной частице (которая имеет положение r в некоторой системе отсчета) можно определить как перекрестное произведение:

τ = r × F, {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F},}

, где r - вектор положения частицы относительно точки опоры и F - сила, действующая на частицу.Величина τ крутящего момента определяется как

τ = rFsin⁡θ, {\ displaystyle \ tau = rF \ sin \ theta, \!}

где r - расстояние от оси вращения до частицы, F - величина приложенная сила, и θ - угол между векторами положения и силы. С другой стороны,

τ = rF⊥, {\ displaystyle \ tau = rF _ {\ perp},}

, где F ₀₁ - это сила, направленная перпендикулярно положению частицы.Любая сила, направленная параллельно вектору положения частицы, не создает крутящего момента. ^{[7] [8]}

Из свойств кросс-произведения следует, что вектор крутящего момента перпендикулярен как положениям , так и векторам силы . Наоборот, вектор крутящего момента определяет плоскость, в которой лежат положения и усиливают векторы . Результирующий вектор крутящего момента направления определяется по правилу правой руки. ^[7]

Чистый крутящий момент на теле определяет скорость изменения углового момента тела,

τ = dLdt {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} = {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {L}} {\ mathrm {d} t}}}

, где L - это вектор углового момента и - время.

Для движения точечной частицы,

L = Iω, {\ displaystyle \ mathbf {L} = I {\ boldsymbol {\ omega}},}

, где I - момент инерции, а ω - псевдовектор орбитальной угловой скорости.{2})} {\ mathrm {d} t}} {\ boldsymbol {\ omega}} = I {\ boldsymbol {\ alpha}} + 2rp_ {||} {\ boldsymbol {\ omega}},}

, где α - угловое ускорение частицы, а p _|| - радиальная составляющая его линейного импульса. Это уравнение является вращательным аналогом второго закона Ньютона для точечных частиц и справедливо для любого типа траектории. Обратите внимание, что хотя сила и ускорение всегда параллельны и прямо пропорциональны, крутящий момент τ не обязательно должен быть параллельным или прямо пропорциональным угловому ускорению α .Это вытекает из того факта, что, хотя масса всегда сохраняется, момент инерции вообще нет.

Доказательство эквивалентности определений [править]

Определение момента импульса для одной точечной частицы:

L = r × p {\ displaystyle \ mathbf {L} = \ mathbf {r} \ times {\ boldsymbol {p}}}

где p - линейный импульс частицы, а r - позиция вектор из происхождения. Производная по времени это:

dLdt = r × dpdt + drdt × p.{\ displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {L}} {\ mathrm {d} t}} = \ mathbf {r} \ times {\ frac {\ mathrm {d} {\ boldsymbol {p} }} {\ mathrm {d} t}} + {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {r}} {\ mathrm {d} t}} \ times {\ boldsymbol {p}}.}

Этот результат можно легко доказать, разбив векторы на компоненты и применив правило произведения. Теперь, используя определение силы F = dpdt {\ displaystyle \ mathbf {F} = {\ frac {\ mathrm {d} {\ boldsymbol {p}}} {\ mathrm {d} t}}} (независимо от массы является постоянным) и определение скорости drdt = v {\ displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {r}} {\ mathrm {d} t}} = \ mathbf {v}}

dLdt = r × F + v × p.{\ displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {L}} {\ mathrm {d} t}} = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F} + \ mathbf {v} \ times {\ boldsymbol {p}}.}

Перекрестное произведение импульса p {\ displaystyle {\ boldsymbol {p}}} со связанной скоростью v {\ displaystyle \ mathbf {v}} равно нулю, поскольку скорость и импульс параллельны, так что второй член исчезает.

По определению, крутящий момент τ = r × F . Следовательно, крутящий момент на частице равен и равен первая производная его углового момента по времени.

Если применяется несколько сил, второй закон Ньютона вместо этого гласит: F _net = м a , и из этого следует, что

dLdt = r × Fnet = τnet. {\ Displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} \ mathbf {L}} {\ mathrm {d} t}} = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F} _ {\ mathrm {net}} = {\ boldsymbol {\ tau}} _ {\ mathrm {net}}.}

Это общее доказательство для точечных частиц.

Доказательство можно обобщить на систему точечных частиц, применив приведенное выше доказательство к каждой из точечных частиц и затем суммируя по всем точечным частицам.Точно так же доказательство может быть обобщено на непрерывную массу, применяя приведенное выше доказательство к каждой точке в пределах массы, а затем интегрируя по всей массе.

Крутящий момент имеет величину силы, умноженную на расстояние, символически L ² MT ^-2 . Официальная литература СИ предлагает использовать прибор ньютон-метр (Н⋅м). ^[9] Единица Ньютон-метр должным образом обозначается в Нм. ^[10]

Единицей СИ для энергии или работы является джоуль.

Традиционные единицы измерения крутящего момента в имперских и американских единицах измерения - фунт-фут (фунт-фут) или для небольших значений дюйм-фунт (дюйм-фунт).

Особые случаи и другие факты [править]

Формула моментного рычага [править]

Очень полезный особый случай, часто определяемый как определение крутящего момента в других областях, помимо физики, заключается в следующем:

τ = (момент руки) (сила). {\ Displaystyle \ tau = ({\ text {момент руки}}) ({\ text {сила}}).}

Построение "руки момента" показано на рисунке справа вместе с векторами r и F , упомянутыми выше.Проблема с этим определением состоит в том, что оно не дает направление крутящего момента, а только величину, и, следовательно, его трудно использовать в трехмерных случаях. Если сила перпендикулярна вектору смещения r , моментное плечо будет равно расстоянию до центра, а крутящий момент будет максимальным для данной силы. Уравнение для величины крутящего момента, возникающего из перпендикулярной силы:

τ = (расстояние до центра) (сила). {\ Displaystyle \ tau = ({\ text {расстояние до центра}}) ({\ text {force}}).}

Например, если человек прикладывает усилие 10 Н к конечному концу гаечного ключа длиной 0,5 м (или усилие 10 Н точно на 0,5 м от точки закручивания гаечного ключа любой длины), крутящий момент будет 5 Н · м - при условии, что человек перемещает гаечный ключ, прикладывая усилие в плоскости движения и перпендикулярно гаечному ключу.

Крутящий момент, вызванный двумя противоположными силами F _г и - F _г , вызывает изменение углового момента L в направлении этого крутящего момента.Это заставляет вершину прецессировать.

Статическое равновесие [править]

Чтобы объект находился в статическом равновесии, сумма сил должна быть не только равна нулю, но и сумма моментов (моментов) относительно любой точки. Для двумерной ситуации с горизонтальными и вертикальными силами сумма требуемого усилия составляет два уравнения: Σ H = 0 и Σ V = 0, а крутящий момент - третье уравнение: Σ τ = 0. То есть для решения статически определенных задач равновесия в двух измерениях используются три уравнения.

Чистая сила против крутящего момента [править]

Когда полезная сила в системе равна нулю, крутящий момент, измеренный в любой точке пространства, одинаков. Например, крутящий момент в токоведущей петле в однородном магнитном поле одинаков, независимо от вашей точки отсчета. Если чистая сила F {\ displaystyle \ mathbf {F}} не равна нулю, а τ1 {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} _ {1}} является крутящим моментом, измеренным по r1 {\ displaystyle \ mathbf {r} _ {1}}, тогда измеренный крутящий момент от r2 {\ displaystyle \ mathbf {r} _ {2}} равен… τ2 = τ1 + (r1 − r2) × F {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} _ {2} = {\ boldsymbol {\ tau}} _ {1} + (\ mathbf {r} _ {1} - \ mathbf {r} _ {2}) \ times \ mathbf {F}}

Крутящий момент машины [править]

Кривая крутящего момента мотоцикла («BMW K 1200 R 2005»).Горизонтальная ось показывает скорость (в об / мин), в которой коленчатый вал вращается, а вертикальная ось - это крутящий момент (в ньютон-метрах), который двигатель способен обеспечить на этой скорости.

Крутящий момент является частью базовой спецификации двигателя: выходная мощность двигателя выражается в виде его крутящего момента, умноженного на частоту вращения оси. Двигатели внутреннего сгорания вырабатывают полезный крутящий момент только в ограниченном диапазоне скоростей вращения (обычно от 1000 до 6000 об / мин для небольшого автомобиля).Можно измерить переменный выходной крутящий момент в этом диапазоне с помощью динамометра и показать его в виде кривой крутящего момента.

Паровые двигатели и электродвигатели, как правило, создают максимальный крутящий момент, близкий к нулю, с уменьшением крутящего момента при увеличении скорости вращения (из-за увеличения трения и других ограничений). Поршневые паровые двигатели и электродвигатели могут запускать тяжелые нагрузки с нуля оборотов без сцепления.

Соотношение между крутящим моментом, мощностью и энергией [править]

Если сила позволена действовать на расстоянии, она выполняет механическую работу.{\ theta _ {2}} \ tau \ \ mathrm {d} \ theta,}

, где τ - крутящий момент, а θ ₁ и θ ₂ представляют (соответственно) начальный и окончательные угловые положения тела. ^[11]

Доказательство [править]

Работа, выполняемая переменной силой, действующей на конечное линейное смещение s {\ displaystyle s}, дается путем интегрирования силы относительно элементарного линейного смещения ds → {\ displaystyle \ mathrm {d} {\ vec {s}} }

W = ∫s1s2F → ⋅ds → {\ displaystyle W = \ int _ {s_ {1}} ^ {s_ {2}} {\ vec {F}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec {s }}}

Однако бесконечно малое линейное смещение ds → {\ displaystyle \ mathrm {d} {\ vec {s}}} связано с соответствующим угловым смещением dθ → {\ displaystyle \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}}} и радиус-вектор r → {\ displaystyle {\ vec {r}}} как

ds → = dθ → × r → {\ displaystyle \ mathrm {d} {\ vec {s}} = \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}} \ times {\ vec {r}}}

Подстановка в вышеприведенном выражении для работы дает

W = ∫s1s2F → ⋅dθ → × r → {\ displaystyle W = \ int _ {s_ {1}} ^ {s_ {2}} {\ vec {F}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}} \ times {\ vec {r}}}

Выражение F → θdθ → × r → {\ displaystyle {\ vec {F}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec { \ theta}} \ times {\ vec {r}}} - скалярное тройное произведение, заданное [F → dθ → r →] {\ displaystyle \ left [{\ vec {F}} \, \ mathrm {d} { \ vec {\ theta}} \, {\ vec {r}} \ right]}.Альтернативное выражение для того же скалярного тройного произведения

[F → dθ → r →] = r → × F → θdθ → {\ displaystyle \ left [{\ vec {F}} \, \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}} \, { \ vec {r}} \ right] = {\ vec {r}} \ times {\ vec {F}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}}}

Но согласно определению крутящего момента,

τ → = r → × F → {\ displaystyle {\ vec {\ tau}} = {\ vec {r}} \ times {\ vec {F}}}

Соответствующее замещение в выражении работы дает ,

W = ∫s1s2τ → ⋅dθ → {\ displaystyle W = \ int _ {s_ {1}} ^ {s_ {2}} {\ vec {\ tau}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec { \ theta}}}

Поскольку параметр интегрирования был изменен с линейного смещения на угловое смещение, пределы интегрирования также соответственно изменяются, давая

W = ∫θ1θ2τ → ⋅dθ → {\ displaystyle W = \ int _ {\ theta _ {1}} ^ {\ theta _ {2}} {\ vec {\ tau}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec {\ theta}}}

Если крутящий момент и угловое смещение находятся в одном направлении, то скалярное произведение уменьшается до произведения величин; я.{2},}

, где I - момент инерции тела, а ω - его угловая скорость. ^[11]

Мощность - это работа в единицу времени, определяемая как

P = τ⋅ω, {\ displaystyle P = {\ boldsymbol {\ tau}} \ cdot {\ boldsymbol {\ omega}},}

, где P - мощность, τ - крутящий момент, ω - угловая скорость, а ⋅ - скалярное произведение.

Алгебраически уравнение может быть переупорядочено для вычисления крутящего момента для данной угловой скорости и выходной мощности.Обратите внимание, что мощность, создаваемая крутящим моментом, зависит только от мгновенной угловой скорости, а не от того, увеличивается ли угловая скорость, уменьшается или остается постоянной во время приложения крутящего момента (это эквивалентно линейному случаю, когда мощность, вводимая силой зависит только от мгновенной скорости, а не от результирующего ускорения, если оно есть).

На практике это соотношение наблюдается в велосипедах: велосипеды, как правило, состоят из двух дорожных колес, передних и задних зубчатых колес (называемых звездочками), сцепленных с круглой цепью, и механизма переключателя, если система трансмиссии велосипеда допускает несколько передач отношения, которые будут использоваться (т.е.е. многоскоростной велосипед), все из которых прикреплены к раме. Велосипедист, человек, который ездит на велосипеде, обеспечивает входную мощность, поворачивая педали, тем самым проворачивая переднюю звездочку (обычно называемую цепной передачей). Входная мощность, обеспечиваемая велосипедистом, равна произведению частоты вращения педалей (то есть количества оборотов педали в минуту) и крутящего момента на шпинделе шатуна велосипеда. Трансмиссия велосипеда передает входную мощность на дорожное колесо, которое, в свою очередь, передает полученную мощность на дорогу в качестве выходной мощности велосипеда.В зависимости от передаточного числа велосипеда пара _{(крутящий момент, об / мин) преобразуется в пару (крутящий момент, об / мин) . При использовании большей задней передачи или при переключении на более низкую передачу в многоскоростных велосипедах угловая скорость дорожных колес уменьшается при увеличении крутящего момента, произведение которого (то есть мощность) не изменяется.}

Должны использоваться согласованные единицы. Для метрических единиц СИ мощность - ватты, крутящий момент - ньютон-метры, а угловая скорость - радианы в секунду (не обороты в минуту и ​​не обороты в секунду).

Кроме того, единица измерения Ньютона по размерам эквивалентна Джоулю, который является единицей энергии. Однако, в случае крутящего момента, единица измерения присваивается вектору, тогда как для энергии она присваивается скаляру. Это означает, что размерная эквивалентность метра Ньютона и Джоуля может быть применена в первом, но не во втором случае. Эта проблема решается в ориентационном анализе, который рассматривает радианы как базовую единицу, а не безразмерную единицу. ^[12]

Преобразование в другие единицы [править]

Коэффициент преобразования может быть необходим при использовании различных единиц мощности или крутящего момента.Например, если скорость вращения (число оборотов за время) используется вместо угловой скорости (радианы за время), мы умножаемся на коэффициент 2π радианов за оборот. В следующих формулах P - это мощность, τ - это крутящий момент, а ν (греческая буква nu) - скорость вращения.

P = τ⋅2π⋅ν {\ displaystyle P = \ tau \ cdot 2 \ pi \ cdot \ nu}

Показываются единицы:

P (W) = τ (Нм) ⋅2π (рад / об)) ν (об / сек

).

Пусковой крутящий момент двигателя (пиковый крутящий момент при останове) и типы двигателей

Возвращаясь к разговору о Harley LiveWire, я заметил, что мотоцикл вместе с Zero SR, похоже, не тянет так же сильно, как мой мотоцикл с PMDC. Читайте: Wheelies. Я люблю меня, сумасшедшие Итак, я задумался над всем уравнением: типы двигателей, пусковой крутящий момент и все такое. Один отказ от ответственности - мой мотоцикл работал на RC липо, сбрасывал огромные усилители и был действительно легким. Тем не менее, взаимоисключающий отказ от ответственности, у моего приятеля есть велосипед AC20, также работающий на RC lipo, очень легкий, и также имеющий этот двигатель переменного тока вне линии, ну, в общем, отставание.

Таким образом, возникает вопрос: должен ли двигатель переменного тока немного раскручиваться, прежде чем развивается полный крутящий момент? Возникает более серьезный вопрос: каковы типичные характеристики различных типов двигателей? Я спрашиваю об этом, потому что один из самых быстрых мотоциклов на планете использует серию DC.

Четыре основных типа двигателей, которые меня интересуют: «постоянный магнит постоянного тока» (PMDC), переменный ток в целом, но пока мы там, давайте посмотрим на разницу между «индукционным переменным током» и «синхронным переменным током», и наконец, моторы серии «DC» моего драг-рейсинга.

После того, как вы окунетесь в него, кажется, что это именно то, что происходит - двигатель переменного тока, потому что он должен раскручиваться для разработки поля, на самом деле не тянет весь крутящий момент, на который способен, при 0 об / мин. Двигатель PMDC запускает высокий крутящий момент в нуле, потому что поля уже присутствуют благодаря магнитам, а последовательный двигатель постоянного тока из-за того, как поля генерируются, может испортить пусковой крутящий момент, как сука, если вы хочу этого. Между прочим ... любой из этих двигателей развивает свой номинальный крутящий момент в несколько раз при запуске, согласно этим источникам, чтобы сломать крутящий момент при останове.

Вот несколько ссылок с чуть более подробной информацией.

двигателей постоянного тока

Вот отличный пост, рассказывающий вам все, что вам нужно знать о двигателях PMDC, от MachineDesign.com. Продолжая обсуждение начального крутящего момента, говорят:

Поскольку у двигателей с постоянными магнитами отсутствует взаимодействие с якорем, они могут генерировать высокие моментальные пусковые и ускоряющие моменты, как правило, в 10–12 раз превышающие номинальный крутящий момент. Таким образом, они подходят для приложений, требующих высоких пусковых моментов или кратковременных скачков мощности.

Двигатели переменного тока - асинхронные и синхронные

Двигатели переменного тока

являются бесщеточными и могут использовать магнитное поле, создаваемое катушками или постоянными магнитами. Вот самое ясное и простое объяснение этого из Википедии:

Существует два основных типа двигателей переменного тока, в зависимости от типа используемого ротора. Первый тип - асинхронный двигатель или асинхронный двигатель; этот тип опирается на небольшую разницу в скорости между вращающимся магнитным полем и ротором, чтобы вызвать ток ротора.Второй тип - это синхронный двигатель, который не зависит от индукции и, в результате, может вращаться точно с частотой питания или с частотой, кратной частоте питания. Магнитное поле на роторе генерируется током, подаваемым через контактные кольца, или постоянным магнитом.

Двигатели переменного тока

являются огромным вопросом, но чтобы сохранить его на пусковом моменте, перейдите по этой ссылке и ознакомьтесь с руководством по асинхронным двигателям переменного тока: многофазные асинхронные двигатели Tesla на странице All About Circuits. Вот график, который привлек мое внимание:

Двигатели постоянного тока серии

Хорошее описание последовательного двигателя постоянного тока здесь, на странице IMPhotonics: Детали и принципы работы серийного двигателя постоянного тока:

В последовательно соединенных двигателях обмотки статора и обмотки возбуждения соединены последовательно.В результате ток поля и ток якоря равны. Сильные токи протекают непосредственно от источника питания к обмоткам поля.

В последовательном двигателе электроэнергия подается между одним концом последовательных обмоток возбуждения и одним концом якоря. При подаче напряжения ток течет от клемм источника питания через последовательную обмотку и обмотку якоря. Большие проводники, присутствующие в якорях и обмотках возбуждения, обеспечивают единственное сопротивление протеканию этого тока. Поскольку эти проводники очень большие, их сопротивление очень низкое.Это заставляет двигатель потреблять большое количество тока от источника питания. Когда большой ток начинает течь через обмотки поля и якоря, катушки достигают насыщения, что приводит к созданию максимально сильного магнитного поля.

Сила этих магнитных полей обеспечивает стержням якоря максимально возможный крутящий момент. Большой крутящий момент приводит к тому, что якорь начинает вращаться с максимальной мощностью, и якорь начинает вращаться.

Вот простое объяснение здесь, Engineer's Edge:

Преимущество намотанного двигателя серии заключается в том, что он развивает большой крутящий момент и может работать на низкой скорости. Это двигатель, который хорошо подходит для запуска тяжелых нагрузок; он часто используется для промышленных кранов и лебедок, где очень тяжелые грузы должны перемещаться медленно, а более легкие - быстрее.

С этим графиком:

Вот еще немного на странице «Электродвигатели Огайо» под заголовком «Двигатели серии DC - высокий пусковой момент, но работа без нагрузки не рекомендуется».Хорошо, это о суммировании ...

Итак, да, кажется, что различные конструкции двигателей имеют разные характеристики при запуске с нуля оборотов. Меня бросили эти кривые крутящего момента двигателя, о которых я говорил в этом посте здесь. Из них, похоже, что, например, мой ME1003 отключится от AC20.

Для полного обсуждения этих кривых, перейдите к сообщению elmoto здесь. Исходя из того, что я сделал, я не думаю, что они учитывают реальные характеристики преодоления этой точки «крутящего момента».Чтобы быть справедливым, система переменного тока, как правило (по моему опыту), также тяжелее - может быть, до 10%. Все эти факторы сыграют важную роль, но преодоление этой первой остановки, как я полагаю, огромно. Посмотрите на это с другой стороны - вы сравниваете двигатели, которые варьируются от возможности запуска огромного дизельного грузовика с нуля в минуту до двигателей, которым требуются конденсаторы и пусковые катушки, чтобы просто раскрутиться, поэтому естественно, что некоторые двигатели работают чтобы отвлечь вас от линии лучше, чем другие.

Теперь, просто чтобы опробовать эту теорию для размера, я посмотрел технические характеристики Motenergy для двух практически одинаковых двигателей - ME1003, щеточный двигатель PMDC и ME0913, это безщеточный кузен PMAC - обратите внимание, у обоих постоянные магниты , Мы смотрим на «Peak Stall Torque», или крутящий момент, который двигатель делает, когда вы удерживаете шпиндель от вращения. На ME0913 пиковый крутящий момент в стойле составляет 94 Нм. На ME1003 это 108Нм. Это примерно 10% -ная разница, которая явно значительна.

В газовых двигателях есть несколько замечательных аналогий, которые я использовал еще до того, как увидел эту информацию.Мотор переменного тока ощущается как многоцилиндровый, может быть, даже 4-тактный с турбонаддувом. Он тянет хорошо, но когда он действительно начинает вращаться, это когда вы почувствуете «поезд с адом». Мой PMDC больше походил на мой одноцилиндровый двигатель объемом 600 куб. См… хороший низкоуровневый, сумасшедшие, как вы читали, но ограниченный топ

Вы можете даже пойти так далеко, что скажете, что двигатель переменного тока похож на работу турбонагнетателя - двигателю необходимо создать давление выхлопных газов, прежде чем он сможет обеспечить повышение впуска, иначе называемое «турбо-запаздывание», по сравнению с выключенным шкивом. нагнетатель коленчатого вала, где, пока двигатель вращается, он обеспечивает ускорение - больше похоже на PMDC или последовательное питание постоянного тока.

Итак, что касается выводов, я думаю, что важно принимать во внимание все решения по переменному / постоянному току / любому двигателю - добавить «крутящий момент при останове» в число оборотов в минуту, номинальный крутящий момент, мощность, ватт, вес… и это то, что способствует очень к основному чувству велосипеда, где резина отправляется в путь.

Дополнительная информация: Посетите эту страницу на MachineDesign.com для полного обсуждения двигателей переменного и PMAC.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Родственные

---

Смотрите также

• 
  Какое масло заливать в двигатель лада приора
• 
  Как проверить асинхронный двигатель на работоспособность
• 
  21129 что за двигатель
• 
  Что такое капиталка двигателя
• 
  Стук в двигателе что может быть
• 
  От отношения каких параметров зависит степень сжатия двигателя
• 
  Если двигатель ест масло какое лучше заливать
• 
  Как сделать турбо двигатель
• 
  Утопил двигатель что делать
• 
  Какой двигатель лучше змз 406 или 405
• 
  Как работает гбо 2 поколения на карбюраторном двигателе