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?微型直流電機(jī)扭矩如何計(jì)算?我們經(jīng)??吹轿⑿椭绷麟姍C(jī)的曲線(xiàn)圖,這就是通過(guò)計(jì)算出來(lái)的速度曲線(xiàn),通過(guò)繪制微型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞電流、機(jī)械輸出功率和效率以及直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩的函數(shù)關(guān)系圖來(lái)生成轉(zhuǎn)矩速度曲線(xiàn)。下面我們將通過(guò)一系列的原始數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩速度曲線(xiàn)的構(gòu)造。
假設(shè):有一個(gè)額定電壓為9V的微型直流電機(jī),可通過(guò)以下步驟生成直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度曲線(xiàn)
一、測(cè)量基本參數(shù)
用9V的電流,使微型直流電機(jī)空載運(yùn)行,并使用非接觸式轉(zhuǎn)速表測(cè)轉(zhuǎn)速。在空載條件下測(cè)微型直流電機(jī)的電流可用電流探針(它不會(huì)增加與正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的電阻)。使用可調(diào)節(jié)扭矩負(fù)載將直流電機(jī)扭矩聚在增加到剛好發(fā)生失速的狀態(tài),在失速狀態(tài)下,測(cè)制動(dòng)器的扭矩和直流電機(jī)的電流。
為便于研究聯(lián)軸器不給直流電機(jī)增加任何負(fù)載并且來(lái)自制動(dòng)器的負(fù)載不包括未知的摩擦分量,此刻測(cè)量直流電機(jī)的終端電阻,通過(guò)接觸直流電機(jī)段子來(lái)測(cè)量電阻,然后旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸并進(jìn)行另一次測(cè)量(進(jìn)行至少三個(gè)測(cè)量),確保不在換向器上的最小接觸點(diǎn)測(cè)量。
這里我們已經(jīng)測(cè)量了
n0=空載速度
I0=空載電流
MH=失速轉(zhuǎn)矩
R=終端電阻?
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二、繪制圖表
1、電流、扭矩和速度
準(zhǔn)備一個(gè)圖表,水平軸上有微型直流轉(zhuǎn)矩,左側(cè)垂直軸上有電動(dòng)機(jī)速度,右側(cè)垂直軸上有電動(dòng)機(jī)電流。根據(jù)基本參數(shù)的測(cè)量結(jié)果縮放軸。在圖形的左原點(diǎn)(零轉(zhuǎn)矩和零電流)到右垂直軸上的失速電流(失速轉(zhuǎn)矩和失速電流)畫(huà)一條直線(xiàn)。該線(xiàn)表示電動(dòng)機(jī)電流與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系圖。該直線(xiàn)的斜率是電動(dòng)機(jī)電流與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的比例常數(shù)(以每單位轉(zhuǎn)矩的電流單位)。該斜率的倒數(shù)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)(以每單位電流的轉(zhuǎn)矩為單位)。有關(guān)結(jié)果曲線(xiàn),見(jiàn)曲線(xiàn)圖。
假設(shè)直流電機(jī)內(nèi)部沒(méi)有摩擦,實(shí)際上直流電機(jī)摩擦轉(zhuǎn)矩是使用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)和測(cè)得的空載電流確定的然后,扭矩與速度線(xiàn)和扭矩與電流線(xiàn)不在左垂直軸處開(kāi)始,而是在水平軸上的偏移處開(kāi)始,該偏移量等于計(jì)算出的摩擦扭矩。
2、繪制功率、扭矩和效率
在大多數(shù)情況下,添加了兩個(gè)附加的垂直軸,以繪制功率和效率作為轉(zhuǎn)矩的函數(shù)。左第二垂直軸通常用于效率,右第二垂直軸用于功率。為了簡(jiǎn)化該研究,將在與速度對(duì)轉(zhuǎn)矩以及電流對(duì)轉(zhuǎn)矩的曲線(xiàn)圖分開(kāi)的第二個(gè)曲線(xiàn)上繪制效率對(duì)轉(zhuǎn)矩以及功率對(duì)轉(zhuǎn)矩的曲線(xiàn)。
構(gòu)造一個(gè)表格,從空載到失速轉(zhuǎn)矩的各個(gè)點(diǎn)上的電動(dòng)機(jī)機(jī)械功率。由于機(jī)械功率輸出只是扭矩和速度乘以校正系數(shù)的乘積(可查看微型電機(jī)機(jī)械功率計(jì)算公式方法),因此可以使用先前繪制的速度與扭矩的關(guān)系線(xiàn)來(lái)計(jì)算功率。直流電機(jī)的計(jì)算示例表如表所示。然后繪制每個(gè)計(jì)算點(diǎn)。所得曲線(xiàn)為拋物線(xiàn),如曲線(xiàn)圖所示。最大機(jī)械功率出現(xiàn)在失速轉(zhuǎn)矩的一半左右。此時(shí)的速度約為空載速度的一半。
構(gòu)造一張從空載到失速轉(zhuǎn)矩各個(gè)點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)效率表。給出了施加到電動(dòng)機(jī)上的電壓,并繪制了各種轉(zhuǎn)矩水平下的電流。電機(jī)電流和施加電壓的乘積就是輸入到電機(jī)的功率。在選擇進(jìn)行計(jì)算的每個(gè)點(diǎn)上,電動(dòng)機(jī)的效率是機(jī)械功率輸出除以電功率輸入。再次在表中顯示了直流電機(jī)的樣本表,在曲線(xiàn)圖中顯示了樣本曲線(xiàn)。最大效率出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)失速轉(zhuǎn)矩的10%處。
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樣本表
扭力 | 速度 | 電流 | 功率? | 效率 |
(oz-in) | (rpm) | (A) | (w) | (%) |
0.025 | 11,247.65 | 0.024 | 0.208 | 0.1 |
0.05 | 10,786.30 | 0.048 | 0.399 | 71.87 |
0.075 | 10,324.85 | 0.072 | 0.573 | 75.27 |
0.1 | 9,863.60 | 0.096 | 0.73 | 74.99 |
0.125 | 9,402.25 | 0.12 | 0.87 | 73.25 |
0.15 | 8,940.90 | 0.144 | 0.992 | 70.78 |
0.175 | 8,479.55 | 0.168 | 1.098 | 67.89 |
0.2 | 8,018.20 | 0.192 | 1.187 | 64.73 |
0.225 | 7,556.85 | 0.217 | 1.258 | 61.4 |
0.25 | 7,095.50 | 0.241 | 1.313 | 57.95 |
0.275 | 6,634.15 | 0.265 | 1.35 | 54.41 |
0.3 | 6,172.80 | 0.289 | 1.37 | 50.8 |
0.325 | 5,711.45 | 0.313 | 1.374 | 47.14 |
0.325 | 5,711.45 | 0.337 | 1.36 | 43.44 |
0.35 | 5,250.10 | 0.337 | 1.36 | 43.44 |
0.375 | 4,788.75 | 0.361 | 1.329 | 39.71 |
0.4 | 4,327.40 | 0.385 | 1.281 | 35.95 |
0.425 | 3,866.05 | 0.409 | 1.216 | 32.17 |
0.45 | 3,404.70 | 0.433 | 1.134 | 28.37 |
0.475 | 2,943.35 | 0.457 | 1.035 | 24.56 |
0.5 | 2,482 | 0.481 | 0.918 | 20.74 |
0.525 | 2020.65 | 0.505 | 0.785 | 16.9 |
0.55 | 1,559.30 | 0.529 | 0.635 | 13.05 |
0.575 | 1,097.95 | 0.577 | 0.283 | 5.34 |
0.6 | 636.6 | 0.577 | 0.283 | 5.34 |
0.625 | 175.25 | 0.602 | 0.081 | 1.47 |
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