نیاز صنعت

برای انتخاب صحیح الکتروموتور، باید از قبل به انجام یک سری محاسبات بپردازیم. مثلا شما باید بدانید به موتور الکتریکی با چه توانی نیاز دارید، سرعت و گشتاور مورد نیاز شما چقدر است، آیا برای کار خود نیاز به کنترل موقعیت، سرعت یا گشتاور دارید یا خیر و مواردی دیگر. در هنگام به دست آوردن گشتاور مورد نیاز برای مکانیزم خود باید یک سری نکات را در نظر داشته باشید :

گشتاور مکانیزم حرکتی باید به دقت محاسبه شود و نیاز به مشاوره با مهندس مکانیک دارد.

گشتاور مورد نیاز مکانیزم خود را بر حسب نیوتن.متر یا کیلوگرم.سانتیمتر محاسبه کنید، زیرا کاتالوگ موتور ها بیشتر بر اساس این دو واحد تنظیم شده است.

بین گشتاور راه اندازی، گشتاور نامی و گشتاور حداکثر تفاوت وجود دارد. به این تفاوت ها دقت کنید.

در مکانیزم های لخت (با اینرسی زیاد) یا مکانیزم هایی با شتاب مثبت راه اندازی بالا، حتما گشتاور مربوط به لختی موتور و بار را هم در محاسبه وارد کنید. در شتاب های خیلی کم و بار های با اینرسی پایین می توانید از آن صرف نظر کنید.

کنترل گشتاور الکتروموتور موتوژن، با کنترل جریان مصرفی موتور صورت می گیرد و بهترین راه برای این کار، استفاده از سرو موتور ها است که این قابلیت در بیشتر سرو موتور های AC وجود دارد.

در انواع مختلف موتور ها، قیمت موتور و همچنین سایز موتور به نسبت گشتاور آن تغییر می کند، بنابراین محاسبه هر چه دقیق تر آن، طراحی شما را بهینه تر خواهد نمود.

به طور کلی گشتاور موتور از رابطه زیر به دست می آید.

فاصله × نیروی محوری = گشتاور

که در این رابطه منظور از فاصله، همان شعاع دورانی است.

اما باید به این نکته توجه داشته باشید که کشیدن بار در حالت افقی کمتر از کشیدن بار در حالت عمودی نیروی محوری لازم دارد و گشتاور در حالت افقی ضریبی از گشتاور در حالت عمودی است که این ضریب، ضریب اصطکاک است. ضریب اصطکاک معمولا بین ۰٫۰۳ (برای سطوح صاف) تا ۰٫۲ (برای سطوح خشن) در نظر گرفته می شود.

گشتاور الکتروموتور القایی AC

موتور AC یک ماشین طراحی شده برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است تا بتوان کار را انجام داد‌ و نوعی از الکتروموتور ها است.

کار (w)، در یک سیستم ترجمه ای (خطی)، به عنوان نیروی (f) اعمال شده به برخی اجسام ضرب شده در فاصله (d) مسافتی است که تعریف می کند. در سیستم انگلیسی نیروی بر حسب پوند و فاصله با فوت اندازه گیری می شود.

معادله کار، که کاملاً رو به جلو است (بدون منظور از کلمات)، این است : w=fd

اگر ۱۰۰ پوند را تا ارتفاع ۱۰ فوت بلند کنید، ۱۰۰۰ پوند فوت کار انجام می دهید.

اگر یک جسم ۲۰۰ پوندی را به ارتفاع ۵ فوت یا به عنوان مثال، یک جسم ۵۰ پوندی را ۲۰ فوت بلند کنید، همین مقدار کار انجام می شود.

کار اصطلاحی تا حدودی نادرست است زیرا برای انجام کار، ما باید در واقع یک شی را به سمتی حرکت دهیم که در مقابل نیروی وارد بر آن قرار دارد.

به عنوان مثال، اگر چمدانی را از روی زمین بردارید، کار را انجام داده اید زیرا نیرویی که وارد کرده اید بر نیروی جاذبه ای که آن را روی زمین نگه داشته غلبه کرده است. با این حال حمل آن در سراسر اتاق کار نمی باشد، زیرا شما در مسیری حرکت نمی کنید که با نیروی وارد بر آن مخالف باشد. با این حال، سعی کنید این را به کسی بگویید که در هر دست یک چمدان سی پوندی دارد. او انرژی مصرف می کند اما هیچ کاری را انجام نمی دهد.

معادله کار به ما می گوید که چقدر کار انجام می شود، اما هیچ چیزی در مورد سرعت انجام آن نمی گوید. اگر یک جسم ۵۰ پوندی را از پله هایی به ارتفاع ۱۰ فوت حمل کنید، ۵۰۰ پوند فوت کار انجام می دهید. فرقی نمی کند اگر این کار را در پنج ثانیه یا پنج روز انجام دهید، همان مقدار کار انجام می شود.

میزان انجام کار قدرت یا توان است. توان (p) برابر است با کار (w) تقسیم بر زمان (t) انجام آن. معادله، همچنین بسیار مستقیم، این است :

p = w / t

در اواخر قرن هجدهم، جیمز وات پیشرفت های بزرگی در زمینه موتور بخار داشت- پیشرفت هایی که آن را به جایگزینی مناسب برای سایر منابع قدرت تبدیل کرد. یکی از کاربرد های نیازمند برق در اسکاتلند در آن زمان، پمپاژ آب از معادن زغال سنگ بود.

پمپ ها از اسب تغذیه می کردند و وات به راهی نیاز داشت که قدرت موتور خود را با یک تیم اسب مرتبط کند.

طبق آزمایشات، او مشخص کرد که اسب معمولی می تواند ۱۵۰ پوند را در یک دقیقه به ارتفاع ۲۲۰ فوت برساند. کار انجام شده در آن زمان ۳۳۰۰۰ پوند فوت (w = fd) است. قدرت، یا در این مورد اسب بخار، ۳۳۰۰۰ پوند فوت/دقیقه است. این عدد نسبتاً دست و پاگیر در سیستم MKS برابر ۷۴۵٫۷ ژول/ثانیه است.

یک ژول/ثانیه به افتخار او، وات نامیده شد. بنابراین، یک اسب بخار معادل تقریبا ۷۴۶ وات است. در ایالات متحده قدرت موتور را در اسب بخار ارزیابی می کنند. در بیشتر کشور های دیگر، کیلووات (KW) است.

گشتاور به عنوان نیرویی که باعث ایجاد حرکت چرخشی می شود تعریف می شود. همچنین نتیجه حرکت چرخشی است. گشتاور (t) برابر است با نیرو (f) برابر شعاع (r) که از طریق آن عمل می کند و زاویه ای (Ø) که نیرو از طریق آن اعمال می شود.

معادله مورد استفاده برای محاسبه گشتاور عبارت است از : T = f (r sin Ø)

گشتاور در یک سیستم چرخشی مشابه نیرو در یک سیستم خطی است. با این حال، فاصله خط مستقیم سیستم خطی با مقدار زاویه ای جایگزین می شود.

برای هر اسب بخار، گشتاور با سرعت چرخش به طور معکوس متفاوت است.

به عنوان مثال، یک موتور ۱۰۰ اسب بخاری که در ۳۶۰۰ دور در دقیقه کار می کند، گشتاوری معادل ۱۵۰ پوند فوت تولید می کند. در ۱۸۰۰ دور در دقیقه، گشتاور حدود ۳۰۰ پوند فوت و در ۱۲۰۰ دور در دقیقه ۴۵۰ پوند فوت است. این دقیقاً همان چیزی است که می توان انتظار داشت زیرا اسب بخار (قدرت) میزان انجام کار است.

اگر یک موتور ۱۸۰۰ دور در دقیقه ای، بخواهد همان مقدار کار را با یک دور در ۳۶۰۰ دور در دقیقه انجام دهد، باید در هر دور دو برابر کار را انجام دهد.

به همین دلیل است که قطر شافت یک موتور ۹۰۰ دور در دقیقه بیشتر از مدل ۳۶۰۰ دور در دقیقه است، هرچند که آنها یک اسب بخار قدرت تولید می کنند.

موتور های دور پایین از شافت های با قطر بزرگتر استفاده می کنند تا گشتاور بالاتری را که برای انجام همان مقدار کار در چرخش کمتر مورد نیاز است، فراهم کنند.

قبلاً، اسب بخار w / t تعریف می شد و بر حسب lb-ft یا watt بیان می شد. همچنین می توان آن را از نظر گشتاور (t) و سرعت (rpm) تعریف کرد.

HP = (t * rpm) / 5،۲۵۰

گشتاور را می توان بر حسب نیرو و شعاعی که از طریق آن حرکت می کند، بر حسب نیرو بیان کرد.

با تنظیم مجدد معادله قبلی، این فرمول بدست می آید :

t = (HP * 5،۲۵۰) / rpm

این دو معادله احتمالاً در کارهای روزانه مفیدتر از معادلات قبلی هستند.

برای انتخاب صحیح الکتروموتور، باید از قبل به انجام یک سری محاسبات بپردازیم. مثلا شما باید بدانید به موتور الکتریکی با چه توانی نیاز دارید، سرعت و گشتاور مورد نیاز شما چقدر است، آیا برای کار خود نیاز به کنترل موقعیت، سرعت یا گشتاور دارید یا خیر و مواردی دیگر. در هنگام به دست آوردن گشتاور مورد نیاز برای مکانیزم خود باید یک سری نکات را در نظر داشته باشید :

گشتاور مکانیزم حرکتی باید به دقت محاسبه شود و نیاز به مشاوره با مهندس مکانیک دارد.

گشتاور مورد نیاز مکانیزم خود را بر حسب نیوتن.متر یا کیلوگرم.سانتیمتر محاسبه کنید، زیرا کاتالوگ موتور ها بیشتر بر اساس این دو واحد تنظیم شده است.

بین گشتاور راه اندازی، گشتاور نامی و گشتاور حداکثر تفاوت وجود دارد. به این تفاوت ها دقت کنید.

در مکانیزم های لخت (با اینرسی زیاد) یا مکانیزم هایی با شتاب مثبت راه اندازی بالا، حتما گشتاور مربوط به لختی موتور و بار را هم در محاسبه وارد کنید. در شتاب های خیلی کم و بار های با اینرسی پایین می توانید از آن صرف نظر کنید.

کنترل گشتاور الکتروموتور موتوژن، با کنترل جریان مصرفی موتور صورت می گیرد و بهترین راه برای این کار، استفاده از سرو موتور ها است که این قابلیت در بیشتر سرو موتور های AC وجود دارد.

در انواع مختلف موتور ها، قیمت موتور و همچنین سایز موتور به نسبت گشتاور آن تغییر می کند، بنابراین محاسبه هر چه دقیق تر آن، طراحی شما را بهینه تر خواهد نمود.

به طور کلی گشتاور موتور از رابطه زیر به دست می آید.

فاصله × نیروی محوری = گشتاور

که در این رابطه منظور از فاصله، همان شعاع دورانی است.

اما باید به این نکته توجه داشته باشید که کشیدن بار در حالت افقی کمتر از کشیدن بار در حالت عمودی نیروی محوری لازم دارد و گشتاور در حالت افقی ضریبی از گشتاور در حالت عمودی است که این ضریب، ضریب اصطکاک است. ضریب اصطکاک معمولا بین ۰٫۰۳ (برای سطوح صاف) تا ۰٫۲ (برای سطوح خشن) در نظر گرفته می شود.

گشتاور الکتروموتور القایی AC

موتور AC یک ماشین طراحی شده برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است تا بتوان کار را انجام داد‌ و نوعی از الکتروموتور ها است.

کار (w)، در یک سیستم ترجمه ای (خطی)، به عنوان نیروی (f) اعمال شده به برخی اجسام ضرب شده در فاصله (d) مسافتی است که تعریف می کند. در سیستم انگلیسی نیروی بر حسب پوند و فاصله با فوت اندازه گیری می شود.

معادله کار، که کاملاً رو به جلو است (بدون منظور از کلمات)، این است : w=fd

اگر ۱۰۰ پوند را تا ارتفاع ۱۰ فوت بلند کنید، ۱۰۰۰ پوند فوت کار انجام می دهید.

اگر یک جسم ۲۰۰ پوندی را به ارتفاع ۵ فوت یا به عنوان مثال، یک جسم ۵۰ پوندی را ۲۰ فوت بلند کنید، همین مقدار کار انجام می شود.

کار اصطلاحی تا حدودی نادرست است زیرا برای انجام کار، ما باید در واقع یک شی را به سمتی حرکت دهیم که در مقابل نیروی وارد بر آن قرار دارد.

به عنوان مثال، اگر چمدانی را از روی زمین بردارید، کار را انجام داده اید زیرا نیرویی که وارد کرده اید بر نیروی جاذبه ای که آن را روی زمین نگه داشته غلبه کرده است. با این حال حمل آن در سراسر اتاق کار نمی باشد، زیرا شما در مسیری حرکت نمی کنید که با نیروی وارد بر آن مخالف باشد. با این حال، سعی کنید این را به کسی بگویید که در هر دست یک چمدان سی پوندی دارد. او انرژی مصرف می کند اما هیچ کاری را انجام نمی دهد.

معادله کار به ما می گوید که چقدر کار انجام می شود، اما هیچ چیزی در مورد سرعت انجام آن نمی گوید. اگر یک جسم ۵۰ پوندی را از پله هایی به ارتفاع ۱۰ فوت حمل کنید، ۵۰۰ پوند فوت کار انجام می دهید. فرقی نمی کند اگر این کار را در پنج ثانیه یا پنج روز انجام دهید، همان مقدار کار انجام می شود.

میزان انجام کار قدرت یا توان است. توان (p) برابر است با کار (w) تقسیم بر زمان (t) انجام آن. معادله، همچنین بسیار مستقیم، این است :

p = w / t

در اواخر قرن هجدهم، جیمز وات پیشرفت های بزرگی در زمینه موتور بخار داشت- پیشرفت هایی که آن را به جایگزینی مناسب برای سایر منابع قدرت تبدیل کرد. یکی از کاربرد های نیازمند برق در اسکاتلند در آن زمان، پمپاژ آب از معادن زغال سنگ بود.

پمپ ها از اسب تغذیه می کردند و وات به راهی نیاز داشت که قدرت موتور خود را با یک تیم اسب مرتبط کند.

طبق آزمایشات، او مشخص کرد که اسب معمولی می تواند ۱۵۰ پوند را در یک دقیقه به ارتفاع ۲۲۰ فوت برساند. کار انجام شده در آن زمان ۳۳۰۰۰ پوند فوت (w = fd) است. قدرت، یا در این مورد اسب بخار، ۳۳۰۰۰ پوند فوت/دقیقه است. این عدد نسبتاً دست و پاگیر در سیستم MKS برابر ۷۴۵٫۷ ژول/ثانیه است.

یک ژول/ثانیه به افتخار او، وات نامیده شد. بنابراین، یک اسب بخار معادل تقریبا ۷۴۶ وات است. در ایالات متحده قدرت موتور را در اسب بخار ارزیابی می کنند. در بیشتر کشور های دیگر، کیلووات (KW) است.

گشتاور به عنوان نیرویی که باعث ایجاد حرکت چرخشی می شود تعریف می شود. همچنین نتیجه حرکت چرخشی است. گشتاور (t) برابر است با نیرو (f) برابر شعاع (r) که از طریق آن عمل می کند و زاویه ای (Ø) که نیرو از طریق آن اعمال می شود.

معادله مورد استفاده برای محاسبه گشتاور عبارت است از : T = f (r sin Ø)

گشتاور در یک سیستم چرخشی مشابه نیرو در یک سیستم خطی است. با این حال، فاصله خط مستقیم سیستم خطی با مقدار زاویه ای جایگزین می شود.

برای هر اسب بخار، گشتاور با سرعت چرخش به طور معکوس متفاوت است.

به عنوان مثال، یک موتور ۱۰۰ اسب بخاری که در ۳۶۰۰ دور در دقیقه کار می کند، گشتاوری معادل ۱۵۰ پوند فوت تولید می کند. در ۱۸۰۰ دور در دقیقه، گشتاور حدود ۳۰۰ پوند فوت و در ۱۲۰۰ دور در دقیقه ۴۵۰ پوند فوت است. این دقیقاً همان چیزی است که می توان انتظار داشت زیرا اسب بخار (قدرت) میزان انجام کار است.

اگر یک موتور ۱۸۰۰ دور در دقیقه ای، بخواهد همان مقدار کار را با یک دور در ۳۶۰۰ دور در دقیقه انجام دهد، باید در هر دور دو برابر کار را انجام دهد.

به همین دلیل است که قطر شافت یک موتور ۹۰۰ دور در دقیقه بیشتر از مدل ۳۶۰۰ دور در دقیقه است، هرچند که آنها یک اسب بخار قدرت تولید می کنند.

موتور های دور پایین از شافت های با قطر بزرگتر استفاده می کنند تا گشتاور بالاتری را که برای انجام همان مقدار کار در چرخش کمتر مورد نیاز است، فراهم کنند.

قبلاً، اسب بخار w / t تعریف می شد و بر حسب lb-ft یا watt بیان می شد. همچنین می توان آن را از نظر گشتاور (t) و سرعت (rpm) تعریف کرد.

HP = (t * rpm) / 5،۲۵۰

گشتاور را می توان بر حسب نیرو و شعاعی که از طریق آن حرکت می کند، بر حسب نیرو بیان کرد.

با تنظیم مجدد معادله قبلی، این فرمول بدست می آید :

t = (HP * 5،۲۵۰) / rpm

این دو معادله احتمالاً در کارهای روزانه مفیدتر از معادلات قبلی هستند.