|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| − | силовая электротехника-----автор Книжников ВВ
| |
| | | | |
| − |
| |
| − | Основоположник силовой электротехники английский ученый Фарадей придумавший первый рамочный электродвигатель!!!
| |
| − | Электротехника это подраздел общей физики электромагнетизма или прикладной электродинамики!
| |
| − |
| |
| − | Принцип действия любого электромотора основан всего на двух фундаментальных уравнениях электротехники -----
| |
| − |
| |
| − | 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)I=Ki I
| |
| − |
| |
| − | На практике, чем сильней магнит---больше боковая площадь статора----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=(BLd) х 2пиf
| |
| − |
| |
| − | 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
| |
| − |
| |
| − | то есть в теории любой электромотор можно форсировать по напряжению бесконечно много не превышая максимальный ток ограниченный тепловой мощностью омических потерь сопротивления обмоток Pтеп=RI^2 не более 1вт на 1г массы мотора при интенсивном охлаждении, тогда Iмах=(Pтеп/R)^0.5, но на практике повышая удельную мощность мотора с 3-4 вт/г до 6-8 вт/г можно увеличить напряжение питания от номинала всего 1.5-2раза из-за возможности пробоя лаковой изоляции проводов обмоток соседних фаз!!!
| |
| − |
| |
| − | моментность Ki=M/I=U/w=1/2пиf/U=0.16/Кхх----обратно пропорциональна оборотистости Кхх=f/U
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Электрический заряд является носителем энергии, которую можно преобразовать в механическую мощность движения тела!
| |
| − | Все преобразования энергии возможны лишь через гармоническое уравнение Фурье или возвратно-поступательную функцию вращения----то есть любая трансформация электроэнергии требует наличие переменного тока желательно формы синусоиды !
| |
| − | 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 тойже силе тока, ограниченной омическими тепловыми потерями на обмотках!
| |
| − |
| |
| − | Для оптимизация полной электроцепи типа ---аккумулятор---регулятор хода----электромотор применима эмпирическая зависимость -----корень квадратный из потребляемой мощности на полном газу и есть напряжения акку в вольтах и ток в амперах!!!
| |
| − | например для ВМГ электросамолёта Рпотр=340вт ,тогда корень получается по напряжению 18,3В и ток 18,3А!!!то есть достаточно липо акку на 5 банок и регулятор хода на 20А, провода сечением 2мм2 и разъём силовой на диаметр в 2 мм типа бананов
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | На практике оптимальная сила тока протекающая через обмотки электромотора на полном газу при максимальном КПД электродвигателя равна корню квадратному из произведения тока холостого хода на напряжение питания и делённого на электро сопротивление мотора
| |
| − |
| |
| − | Iопт=(Рхх/Rэд)0.5=(Iхх Uакку/Rэд)^0.5 это очень красивая формула!!!
| |
| − |
| |
| − | например----например при омическом сопротивлении обмоток R=0.1ом ----Iопт=(1а х 11в/0.1ом)^0.5=10.5а!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Математика следующая----
| |
| − |
| |
| − | 1) Ртеп = Rэд (I)^2 ----тепловые омические потери в обмотках эд в ваттах
| |
| − |
| |
| − | 2) Рпер = U Iхх---- электромагнитные потери на перемагничивание железа статора в вт
| |
| − |
| |
| − | 3) Рпотерь = Ртеп + Рпер----общая мощность потерь в вт
| |
| − |
| |
| − | 4) Рэл = U I----входная потребляемая электрическая мощность в вт
| |
| − |
| |
| − | 5) Рмех = Рэл − Рпотерь----механическая мощность на валу или полезная мощность эд
| |
| − |
| |
| − | 6) КПДэд = Efficiency = Pмех/ Pэл---- Коэффициент Полезного Действия эд или эффективность
| |
| − |
| |
| − | 7) Ki = 1/Ku = 1/(2пи Кхх)----электромеханическая постоянная эд нм/а по моменту (моментность электромотора)
| |
| − |
| |
| − | 8) Мвал= Ki I----момент силы на валу в ньютон на метр
| |
| − |
| |
| − | 9) Кхх= Ku/6.28 = fхх/Uакку ----электромеханическая характеристика эд гц/в по частоте вращения (оборотистость электромотора)
| |
| − |
| |
| − | 10) Iопт=(Iхх Iкз )^0.5= (Iхх Uакку/Rэд)^0.5----- сила тока электромотора на максимальном КПД (среднеквадратичное значение)
| |
| − |
| |
| − | Pмех(Вт)=2пи M(Нм) f(Гц)=Рэл-(Ртеп+Рпер)=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% , Kхх=300гц/15в=20гц/в=1200 оборотов в минуту на вольт!
| |
| − |
| |
| − | подробно об электродвигателях смотри статью "силовые электроприводы"
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | общие закономерности расчёта электро-цепей для компонентов а и в
| |
| − |
| |
| − | наименование компонента -------- параллельное соединение --------- последовательное соединение
| |
| − |
| |
| − | сопротивление резистора ------------- Rобщ=(Rа Rв)/(Rа+Rв)--------------------Rобщ=Rа+Rв
| |
| − |
| |
| − | индуктивность катушки -----------------Lобщ=(Lа Lв)/(Lа+Lв)------------------------Lобщ=Lа+Lв
| |
| − |
| |
| − | емкость конденсатора-------------------Cобщ=Cа+Cв-----------------------------Cобщ=(Cа Cв)/(Cа+Cв)
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | реактивное сопротивление катушки индуктивности----- R=6.28f L
| |
| − |
| |
| − | реактивное сопротивление емкостного конденсатора----- R=1/(6.28f C)
| |
| − |
| |
| − | частота резонанса контура в Гц=1/с-------f=0.16/(LС)^0.5
| |
