Двигун постійного струму: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Рядок 7:
*
== Принцип роботи ==
[[Файл:Electric motor.gif|thumb|202x202px|Принцип дії двигуна постійного струму.]]
Принципу роботи електродвигуна постійного струму може бути дано два описи: *: 1. рухлива рамка (два стержня з замкнутими кінцями) з струмом в магнітному полі статора
або
*: 2. взаємодія магнітних полів статора і ротора.
: 1. подвижная рамка (два стержня с замкнутыми концами) с током в магнитном поле статора
или
: 2. взаимодействие магнитных полей статора и ротора.
Рамка с током, в однородном магнитном поле полюсов статора с индукцией <math>B\,\!</math>, на два стержня рамки длиной <math>L\,\!</math>, и с током <math>I\,\!</math>, действует сила Ампера <math>F\,\!</math>, постоянной величины, равные:
: <math>F=B\cdot I\cdot L\,\!</math> и направленные в противоположные стороны.
Эти силы прикладываются к плечам <math>p\,\!</math>, равным:
: <math>p=r\cdot sin(w\cdot t)\,\!</math>, где <math>r\,\!</math> — радиус рамки;
и создают [[крутящий момент]] <math>M_k\,\!</math>, равный:
: <math>M_k=F\cdot p=B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot sin(w\cdot t)\,\!</math>.
Для двух стержней рамки, суммарный крутящий момент равен:
: <math>M_ks=2\cdot M_k=2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot sin(w\cdot t)\,\!</math>.
Практически (из-за того, что угловая ширина щётки <math>\alpha \!</math> (в [[радиан]]ах) немного меньше угловой ширины зазора <math>\beta\,\!</math>, между пластинами (ламелями) коллектора, чтобы источник питания не замыкался накоротко) четыре небольших части под кривой крутящего момента, равные:
: <math>2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int\limits_0^{\delta/2} sin(w\cdot t) d(w\cdot t)</math>, где <math>\delta=\beta-\alpha\,\!</math>,
не участвуют в создании общего крутящего момента.
При числе витков в обмотке равном <math>s \!</math>, крутящий момент будет равен:
: <math>M_s=s\cdot 2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot sin(w\cdot t)\,\!</math>.
Наибольший крутящий момент будет при угле поворота рамки равном: <math>\pi/2\,\!</math>, то есть при угле 90°.
При этом угле поворота рамки с током, вектора магнитных полей статора и ротора (рамки) будут перпендикулярны друг к другу, то есть под углом 90°. При угле поворота ротора (рамки) равном 180°, крутящий момент равен нулю (из-за нулевого плеча), но силы не равны нулю и это положение ротора (рамки), при отсутствии переключения тока, весьма устойчиво и подобно одному шагу в [[шаговый двигатель|шаговом двигателе]].
Без учёта короткозамкнутых щётками частей крутящего момента средний крутящий момент за один оборот (период) равен площади под интегральной кривой крутящего момента, делённой на длину периода <math>(2\cdot \pi)</math>:
: <math>Mkrsr=(2\cdot \int\limits_0^{\pi} B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot sin(w\cdot t) d(w\cdot t))/(2\cdot \pi)=B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\int\limits_0^{\pi} sin(w\cdot t) d(w\cdot t))/\pi</math>.
При <math>s \!</math> витков в обмотке:
: <math>Mkrsr=s\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\int\limits_0^{\pi} sin(w\cdot t) d(w\cdot t))/\pi</math>.
Принципу роботи електродвигуна постійного струму може бути дано два описи:
*: 1. рухлива рамка (два стержня з замкнутими кінцями) з струмом в магнітному полі статора
або
| |||