मोटर स्थिरांक गति-नियंत्रण अनुप्रयोगों में डीसी मोटरों के चयन में सहायता करता है। बिजली के प्रति संवेदनशील या दक्षता चाहने वाले अनुप्रयोगों में ब्रश और ब्रशलेस डीसी मोटर एक अच्छा विकल्प हैं।

बहुत बार, एक डीसी मोटर या जनरेटर डेटा शीट में मोटर स्थिरांक किमी शामिल होगा, जो कि घुमावदार प्रतिरोध के वर्गमूल द्वारा विभाजित टोक़ संवेदनशीलता है। अधिकांश डिज़ाइनर इस आंतरिक मोटर संपत्ति को केवल मोटर डिज़ाइनर के लिए उपयोगी योग्यता के एक गूढ़ आंकड़े के रूप में देखते हैं, जिसका डीसी मोटर्स के चयन में कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है।

लेकिन किमी एक डीसी मोटर के चयन में पुनरावृत्त प्रक्रिया को कम करने में मदद कर सकता है क्योंकि यह आम तौर पर किसी दिए गए मामले या फ्रेम आकार मोटर में स्वतंत्र रूप से घुमावदार होता है। यहां तक ​​कि लौह रहित डीसी मोटरों में भी, जहां किमी वाइंडिंग पर निर्भर करता है (तांबा भरण कारक में भिन्नता के कारण) यह चयन प्रक्रिया में एक ठोस उपकरण बना रहता है।

क्योंकि किमी सभी परिस्थितियों में एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस में होने वाले नुकसान को संबोधित नहीं करता है, उन नुकसानों को संबोधित करने के लिए न्यूनतम किमी गणना से बड़ा होना चाहिए। यह विधि एक अच्छी वास्तविकता जांच भी है क्योंकि यह उपयोगकर्ता को इनपुट और आउटपुट पावर दोनों की गणना करने के लिए बाध्य करती है।

मोटर स्थिरांक मोटर या जनरेटर की मौलिक विद्युत यांत्रिक प्रकृति को संबोधित करता है। पर्याप्त रूप से शक्तिशाली केस या फ्रेम आकार निर्धारित करने के बाद उपयुक्त वाइंडिंग का चयन करना आसान है।

मोटर स्थिरांक किमी को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

किमी = केटी/आर0.5

सीमित बिजली उपलब्धता और मोटर शाफ्ट पर आवश्यक ज्ञात टॉर्क वाले डीसी मोटर एप्लिकेशन में, न्यूनतम किमी निर्धारित किया जाएगा।

किसी दिए गए मोटर अनुप्रयोग के लिए न्यूनतम किलोमीटर होगा:

किमी = टी / (पिन-पाउट)0.5

मोटर में शक्ति सकारात्मक होगी. पिन केवल करंट और वोल्टेज का उत्पाद है, यह मानते हुए कि उनके बीच कोई चरण बदलाव नहीं है।

पिन = वीएक्सआई

मोटर की शक्ति सकारात्मक होगी, क्योंकि यह यांत्रिक शक्ति की आपूर्ति करती है और यह केवल घूर्णी गति और टॉर्क का उत्पाद है।

पाउट = ω एक्सटी

गति-नियंत्रण उदाहरण में गैन्ट्री-प्रकार ड्राइव तंत्र शामिल है। इसमें 38-मिमी-व्यास कोरलेस डीसी मोटर का उपयोग किया गया है। एम्प्लीफायर में कोई बदलाव न करते हुए स्लीव स्पीड को दोगुना करने का निर्णय लिया गया है। मौजूदा ऑपरेटिंग बिंदु 33.9 एमएन-एम (4.8 औंस-इंच) और 2,000 आरपीएम (209.44 रेड/सेकंड) है और इनपुट पावर 1 ए पर 24 वी है। इसके अलावा, मोटर आकार में कोई वृद्धि स्वीकार्य नहीं है।

नया ऑपरेटिंग पॉइंट दोगुनी गति और समान टॉर्क पर होगा। त्वरण समय चाल समय का एक नगण्य प्रतिशत है, और धीमी गति महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

न्यूनतम किलोमीटर की गणना

किमी = टी / (पिन-पाउट)0.5

किमी = 33.9 X 10-3 एनएम / (24 वीएक्स 1ए -

418.88 रेड/सेकंड X 33.9 X 10-3 एनएम) 0.5

किमी = 33.9 X 10-3 एनएम / (24 डब्ल्यू - 14.2 डब्ल्यू) 0.5

किमी = 10.83 X 10-3 Nm/√W

टॉर्क स्थिरांक और वाइंडिंग प्रतिरोध की सहनशीलता पर ध्यान दें। उदाहरण के लिए, यदि टॉर्क स्थिरांक और वाइंडिंग प्रतिरोध में ±12% सहनशीलता है, तो किमी सबसे खराब स्थिति होगी:

KMWC = 0.88 KT/√(RX 1.12) = 0.832 किमी

या ठंडी वाइंडिंग के साथ नाममात्र मूल्यों से लगभग 17% नीचे।

तांबे की प्रतिरोधकता लगभग 0.4%/डिग्री सेल्सियस बढ़ने के कारण वाइंडिंग गर्म होने से किलोमीटर और कम हो जाएगा। और समस्या को और बढ़ाने के लिए, बढ़ते तापमान के साथ चुंबकीय क्षेत्र क्षीण हो जाएगा। स्थायी-चुंबक सामग्री के आधार पर, तापमान में 100°C की वृद्धि के लिए यह 20% तक हो सकता है। 100°C चुंबक तापमान वृद्धि के लिए 20% क्षीणन फेराइट चुंबक के लिए है। नियोडिमियम-बोरॉन-आयरन में 11% और समैरियम कोबाल्ट लगभग 4% होता है।

दिलचस्प बात यह है कि समान यांत्रिक इनपुट शक्ति के लिए, यदि लक्ष्य 88% दक्षता है, तो न्यूनतम किलोमीटर 1.863 एनएम/√डब्ल्यू से 2.406 एनएम/√डब्ल्यू हो जाएगा। यह समान वाइंडिंग प्रतिरोध लेकिन 29% अधिक टॉर्क स्थिरांक के बराबर है। वांछित दक्षता जितनी अधिक होगी, किमी की आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी।

यदि मोटर अनुप्रयोग के मामले में अधिकतम उपलब्ध करंट और सबसे खराब स्थिति वाला टॉर्क लोड ज्ञात है, तो उपयोग करके सबसे कम स्वीकार्य टॉर्क स्थिरांक की गणना करें

केटी = टी/आई

पर्याप्त किलोमीटर वाले मोटर परिवार को खोजने के बाद, एक ऐसी वाइंडिंग का चयन करें जिसका टॉर्क स्थिरांक न्यूनतम से थोड़ा अधिक हो। फिर यह निर्धारित करना शुरू करें कि क्या वाइंडिंग, सहनशीलता और अनुप्रयोग बाधाओं के सभी मामलों में, संतोषजनक ढंग से प्रदर्शन करेगी।

स्पष्ट रूप से, बिजली-संवेदनशील मोटर और दक्षता-चुनौतीपूर्ण जनरेटर अनुप्रयोगों में न्यूनतम किमी निर्धारित करके पहले मोटर या जनरेटर का चयन करने से चयन प्रक्रिया में तेजी आ सकती है। अगला कदम एक उपयुक्त वाइंडिंग का चयन करना और यह सुनिश्चित करना होगा कि वाइंडिंग-सहिष्णुता विचारों सहित सभी एप्लिकेशन पैरामीटर और मोटर/जनरेटर सीमाएं स्वीकार्य हैं।

विनिर्माण सहनशीलता, थर्मल प्रभाव और आंतरिक नुकसान के कारण, किसी को हमेशा आवेदन की आवश्यकता से कुछ बड़ा किमी चुनना चाहिए। एक निश्चित मात्रा में अक्षांश की आवश्यकता होती है क्योंकि व्यावहारिक दृष्टिकोण से अनंत संख्या में घुमावदार विविधताएँ उपलब्ध नहीं हैं। किमी जितना बड़ा होगा, किसी एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा करने में यह उतना ही अधिक क्षमाशील होगा।

सामान्य तौर पर, 90% से ऊपर की व्यावहारिक दक्षताएँ वस्तुतः अप्राप्य हो सकती हैं। बड़ी मोटरों और जनरेटरों में यांत्रिक हानियाँ अधिक होती हैं। यह बेयरिंग, विंडेज और हिस्टैरिसीस और एड़ी धाराओं जैसे इलेक्ट्रोमैकेनिकल नुकसान के कारण होता है। ब्रश-प्रकार की मोटरों को यांत्रिक कम्यूटेशन प्रणाली से भी नुकसान होता है। कोरलेस मोटरों में लोकप्रिय कीमती धातु कम्यूटेशन के मामले में, नुकसान बेहद छोटा हो सकता है, असर नुकसान से भी कम।

इस डिज़ाइन के ब्रश संस्करण में आयरनलेस डीसी मोटर्स और जेनरेटर में वस्तुतः कोई हिस्टैरिसीस और एड़ी वर्तमान हानि नहीं होती है। ब्रश रहित संस्करणों में, ये नुकसान, हालांकि कम हैं, मौजूद हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि चुंबक आमतौर पर चुंबकीय सर्किट के पिछले लोहे के सापेक्ष घूमता है। यह एड़ी धारा और हिस्टैरिसीस हानियों को प्रेरित करता है। हालाँकि, ब्रश रहित डीसी संस्करण हैं जिनमें चुंबक और पिछला लोहा एक साथ चलते हैं। इन मामलों में, नुकसान आमतौर पर कम होता है।