يساعد محرك ثابت في اختيار محركات التيار المستمر في تطبيقات التحكم في الحركة. تعد محركات DC المصممة وبدون فرشين خيارًا جيدًا في تطبيقات الشغف الحساسة أو الكفاءة.

في كثير من الأحيان ، ستتضمن ورقة بيانات DC أو ورقة بيانات المولد كيلومتر كيلومتر ثابت للمحرك ، وهو حساسية عزم الدوران مقسومة على الجذر التربيعي لمقاومة متعرج. ينظر معظم المصممين إلى هذه خاصية المحرك الداخلية كشخصية باطنية من الجدارة مفيدة فقط لمصمم المحرك ، مع عدم وجود قيمة عملية في اختيار محركات التيار المستمر.

ولكن يمكن أن تساعد KM في تقليل العملية التكرارية في اختيار محرك DC لأنها تعرّف بشكل عام في حالة معينة أو محرك حجم الإطار. حتى في محركات DC بدون الحديد ، حيث يعتمد KM على اللف (بسبب الاختلافات في عامل ملء النحاس) ، يظل أداة صلبة في عملية الاختيار.

نظرًا لأن KM لا يعالج الخسائر في جهاز كهروميكانيكي في جميع الظروف ، يجب أن يكون الحد الأدنى كيلومتر أكبر من المحسوبة لمعالجة تلك الخسائر. هذه الطريقة هي أيضًا فحص واقع جيد لأنه يجبر المستخدم على حساب كل من المدخلات والمخرجات.

يتناول ثابت المحرك الطبيعة الكهروميكانيكية الأساسية للمحرك أو المولد. يعد اختيار اللف المناسب أمرًا بسيطًا بعد تحديد حالة أو حجم قوي بشكل كافٍ.

يتم تعريف KM STANTER KM على النحو التالي:

كم = kt/r0.5

في تطبيق محرك DC مع توفر طاقة محدود وعزم دوران معروف مطلوب في عمود المحرك ، سيتم تعيين الحد الأدنى لل KM.

لتطبيق محرك معين ، سيكون الحد الأدنى كم:

كم = T / (PIN - POUT) 0.5

القوة في المحرك ستكون إيجابية. PIN هو ببساطة نتاج التيار والجهد ، على افتراض عدم وجود تحول في الطور بينهما.

PIN = vxi

ستكون الطاقة خارج المحرك إيجابية ، حيث توفر الطاقة الميكانيكية وهي ببساطة نتاج سرعة الدوران وعزم الدوران.

pout = ω xt

يتضمن مثال التحكم في الحركة آلية محرك من نوع Gantry. ويستخدم محرك DC القطر 38 ملم. يتم اتخاذ القرار لمضاعفة سرعة القطرات دون تغيير في مكبر الصوت. تبلغ نقطة التشغيل الحالية 33.9 mN-m (4.8 أوقية في.) و 2000 دورة في الدقيقة (209.44 RAD/SEC) وقدرة الإدخال 24 فولت عند 1 A. ، لا توجد زيادة في حجم المحرك مقبول.

ستكون نقطة التشغيل الجديدة بسرعة ضعف السرعة وعزم الدوران. وقت التسارع هو نسبة مئوية ضئيلة من وقت التحرك ، وسرعة slew هي المعلمة الحرجة.

حساب الحد الأدنى ل KM

كم = T / (PIN - POUT) 0.5

كم = 33.9 × 10-3 نانومتر / (24 VX 1A -

418.88 RAD/SEC x 33.9 × 10-3 نانومتر) 0.5

كم = 33.9 × 10-3 نانومتر / (24 واط-14.2 واط) 0.5

كم = 10.83 × 10-3 نانومتر/√W

حساب التحمل من عزم الدوران الثابت والمقاومة المتعرجة. على سبيل المثال ، إذا كان ثابت عزم الدوران ومقاومة المتعرجة ± 12 ٪ ، فستكون أسوأ حالة:

KMWC = 0.88 kt/√ (rx 1.12) = 0.832 كم

أو ما يقرب من 17 ٪ أقل من القيم الاسمية مع لف بارد.

سوف يؤدي التسخين المتعرج إلى تقليل KM لأن مقاومة النحاس ترتفع حوالي 0.4 ٪/درجة مئوية. ولتقليل المشكلة ، سيخفف المجال المغناطيسي مع ارتفاع درجات الحرارة. اعتمادًا على مادة المغناطيسية الدائمة ، قد يكون هذا 20 ٪ لارتفاع درجة الحرارة 100 درجة مئوية. التوهين بنسبة 20 ٪ لارتفاع درجة حرارة المغناطيس 100 درجة مئوية هو لمغناطيات الفريت. يحتوي النيوديميوم-بورون-حديد 11 ٪ ، وكوبالت الساماريوم حوالي 4 ٪.

ومن المثير للاهتمام ، بالنسبة لنفس قوة الإدخال الميكانيكية ، إذا كان الهدف هو 88 ٪ من الكفاءة ، فسيذهب الحد الأدنى من كيلومتر من 1.863 نانومتر/√W إلى 2.406 نانومتر/√W. وهذا يعادل وجود نفس المقاومة المتعرجة ولكن ثابت عزم الدوران بنسبة 29 ٪. كلما ارتفعت الكفاءة المطلوبة ، كلما ارتفع كيلومتر المطلوب.

إذا كان الحد الأقصى للتيار المتاح في حالة تطبيق المحرك متاحًا وأسوأ حمولة عزم الدوران ، فقم بحساب أدنى عزم دوران مقبول باستخدام

kt = t/i

بعد العثور على عائلة محرك مع كيلومتر كافي ، حدد متعرجًا له عزم دوران يتجاوز الحد الأدنى قليلاً. ثم ابدأ في تحديد ما إذا كان اللف سوف ، في جميع حالات التحمل وقيود التطبيق ، أداءً بشكل مرض.

من الواضح أن اختيار محرك أو مولد عن طريق تحديد الحد الأدنى ل KM في تطبيقات المولدات الحساسة للطاقة والتحديات الكفاءة يمكن أن يسرع عملية الاختيار. ستكون الخطوة التالية هي تحديد متعرج مناسب والتأكد من أن جميع معلمات التطبيق وقيود المحرك/المولدات مقبولة ، بما في ذلك اعتبارات التحمل.

بسبب التحمل في التصنيع ، والآثار الحرارية ، والخسائر الداخلية ، ينبغي للمرء دائمًا اختيار كيلومتر أكبر إلى حد ما مما يتطلبه التطبيق. هناك حاجة إلى كمية معينة من خط العرض حيث لا يوجد عدد لا حصر له من الاختلافات المتعرجة المتاحة من وجهة نظر عملية. كلما زاد عدد كيلومترات ، زاد تسامحه في تلبية متطلبات تطبيق معين.

بشكل عام ، قد تكون الكفاءة العملية التي تزيد عن 90 ٪ لا يمكن الحصول عليها تقريبًا. المحركات والمولدات الأكبر لديها خسائر ميكانيكية أكبر. ويرجع ذلك إلى تحمل الخسائر والرياح الكهروميكانيكية مثل التباطؤ وتيارات الدوامة. المحركات من نوع الفرشاة لديها أيضا خسائر من نظام التخفيف الميكانيكي. في حالة تخفيف المعادن الثمينة ، التي تحظى بشعبية مع المحركات بلا جدوى ، يمكن أن تكون الخسائر صغيرة للغاية ، وأقل من خسائر الحمل.

لا تحتوي محركات وولدات DC بدون Ironless على أي تباطؤ وخسائر التيار الدوامة في متغير الفرشاة لهذا التصميم. في الإصدارات بدون فرش ، تكون هذه الخسائر ، على الرغم من انخفاضها ، موجودة. وذلك لأن المغناطيس عادة ما يدور نسبة إلى الحديد الخلفي للدائرة المغناطيسية. هذا يستحث خسائر التيار والتباطري. ومع ذلك ، هناك إصدارات DC بدون فرش تحتوي على المغناطيس والحديد الخلفي تتحرك في انسجام تام. في هذه الحالات ، عادة ما تكون الخسائر منخفضة.