Теория электротехники-ликбез
Строка 6: | Строка 6: | ||
1) закон Ампера описывает момент силы М(Нм) как произведение плотности магнитного потока или индукция B(Тесла=вб/м2) , на длину проводника фазы L(м), на диаметр статора d(м), на силу тока I(А) !!! M=(BLd) x I=Ki x I | 1) закон Ампера описывает момент силы М(Нм) как произведение плотности магнитного потока или индукция B(Тесла=вб/м2) , на длину проводника фазы L(м), на диаметр статора d(м), на силу тока I(А) !!! M=(BLd) x I=Ki x I | ||
− | На практике, чем сильней магнит---больше боковая площадь | + | На практике, чем сильней магнит---больше длина статора (боковая площадь) ----больше витков на зубе----больше диаметр железного статора----сильнее ток, тем выше момент силы вращения! |
2) закон самоиндукции Фарадея---- это эдс наведенная как произведение полного магнитного потока Ф(Вольт с)=BS=BLd на круговую частоту изменения w=2пиf (считай кол-во переключений фаз в секунду) !эдс= Uинд=dФ/dt=Фw=(6.28Фn) x fвращ=Ku х fвала ----где n-магнитная редукция | 2) закон самоиндукции Фарадея---- это эдс наведенная как произведение полного магнитного потока Ф(Вольт с)=BS=BLd на круговую частоту изменения w=2пиf (считай кол-во переключений фаз в секунду) !эдс= Uинд=dФ/dt=Фw=(6.28Фn) x fвращ=Ku х fвала ----где n-магнитная редукция |
Версия 14:14, 3 апреля 2020
силовая электротехника Основоположник силовой электротехники английский ученый Фарадей придумывший первый рамочный электродвигатель!!! В теории лежат фундаментальные закон немецкого физика Ампера и закон самоиндукции или электродвижущей силы! Электрический заряд является носителем энергии, которую можно преобразовать в механическую мощность движения тела!
1) закон Ампера описывает момент силы М(Нм) как произведение плотности магнитного потока или индукция B(Тесла=вб/м2) , на длину проводника фазы L(м), на диаметр статора d(м), на силу тока I(А) !!! M=(BLd) x I=Ki x I
На практике, чем сильней магнит---больше длина статора (боковая площадь) ----больше витков на зубе----больше диаметр железного статора----сильнее ток, тем выше момент силы вращения!
2) закон самоиндукции Фарадея---- это эдс наведенная как произведение полного магнитного потока Ф(Вольт с)=BS=BLd на круговую частоту изменения w=2пиf (считай кол-во переключений фаз в секунду) !эдс= Uинд=dФ/dt=Фw=(6.28Фn) x fвращ=Ku х fвала ----где n-магнитная редукция При торможении ротора нагрузочным моментом,чем больше ток, тем меньше частота переключений фаз при которой наведенная эдс запирает напряжение питания -----разница или дельта между питанием и эдс деленная на активное электросопротивления обмоток и есть потребляемая сила тока мотором!
Pмех=Mw=(BLd I) x (Uинд/Ф)=IUинд-----мощность электромотора прямо пропорциональна напряжению питания и силе потребляемого тока
Все преобразования энергии возможны лишь через гармоническое уравнение Фурье или возвратно-поступательную функцию вращения----то есть любая трансформация электроэнергии требует наличие переменного тока!
За это отвечают генераторы переменного напряжения -----постоянной частоты для трансформаторов и асинхронных электродвигателей и переменной частоты для синхронных силовых приводов -----например модельные эд! Основоположник передачи электроэнергии на большие расстояния по принципу переменного напряжения сербский ученый Тесла!
Чем выше частота переключений в фазах эд или частота питающего переменного напряжения, тем выше удельная мощность электро-потребителя по закону насыщения линий гистерезиса магнитного потока в железе статора трансформатора или эд!
Для питания синхронных эд через БУМ типа регулятора хода справедливо закономерность--- чем выше напряжение, тем выше частота вращения и больше мощность, которую можно снять с эму при постоянной силе тока, ограниченной тепловыми потерями !
На практике оптимальная сила тока протекающая через электромотор на полном газу при максимальном КПД электромотора Iоптим=(0.1Uакку)/R ---это соотношение падения напряжения на обмотках к омическому сопротивлению бк эд например-----при омическом сопротивлении обмоток R=0.1ом Iоптим=0.1 х 11в/0.1ом=11а! оптимальная мощность потребления для электромотора Pопт=0.1Uакку2/ Rэм
Математика следующая----
1) Ртеп =Copper Loss = I² × Rm----тепловые омические потери в обмотках эд в ваттах
2) Рпер =Iron Loss = U × Iхх---- электромагнитные потери на перемагничевание железа статора в вт
3) Рпот =Motor Losses = Copper loss + Iron Loss----общая мощность потерь в вт
4) Рпотреб =Power In = U × I----входная потребляемая электрическая мощность в вт
5) Рмех =Power Out = Power In − All Losses----механическая мощность на валу или полезная мощность эд
6) КПДэд =Efficiency = Power Out / Power In---- Коэффициент Полезного Действия эд или эффективность
7) Ki = 1/Ku (SI units: with RPM in rad/sec)----электромеханическая постоянная эд нм/а по моменту
8) Мвал=Torque = Ki × I----момент силы на валу в ньютон на метр
9) Ku=fхх/Uакку----электромеханическая характеристика эд гц/в по частоте вращения
10) Iопт=(Iхх х Iкз )0.5=(Iхх x Uакку/R)0.5----- сила тока электромотора на максимальном КПД, обычно при удельной мощности потребления 1-1.5 вт/г
Pмех(Вт)=2пи M(Нм) f(Гц)=Uакку(В) Iэд(А)-Iэд(А)2 Rобм(Ом)-Uакку(В) Iхх(А)
например для бк эд массой 100 г Рмех=15в х 30а -30а х 30а х 0.05ом -15в х 2а= 450вт-45вт-30вт= 375 вт!
и КПДэд= 375вт / 450вт = 0.83 = 83% , Ku=300гц/15в=20гц/в=1200 оборотов в минуту на вольт!