В системах управления движением двигатели обычно выбираются в зависимости от их крутящего момента и скорости вращения с использованием кривая зависимости крутящего момента от скорости это описывает характеристики двигателя в сочетании с приводом определенного типа и при эксплуатации в определенных условиях. Но двигатели также могут быть оценены или указаны по их выходной мощности. Здесь мы рассмотрим, как рассчитывается выходная мощность и когда это может быть полезным при выборе двигателя.
Прежде чем обсуждать власть, нам нужно определить работу
Работа — это сила, приложенная на расстоянии и выражается в джоулях (1 Дж = 1 Нм) или фунт-фут.
W = рабочая нагрузка (Дж, фунт-фут)
F = усилие (Н, фунт)
d = расстояние (м, фут)
Мощность — это объем работы, выполняемой с течением времени и выражается в единицах ватт (1 Вт = 1 Дж/с) или лошадиных силах (л.с.).
P = мощность (Вт, л.с.)
t = время (с)
Используя определение работы, мощность также может быть выражена в терминах силы, расстояния и времени.
Поскольку расстояние, деленное на время, равно скорости, мы можем выразить мощность в терминах силы и скорости.
v = скорость (м/с, фут/с)
Но электродвигатели создают крутящий момент, а не усилие, и вращаются с угловой скоростью, а не с линейной. Таким образом, для электродвигателей выходная мощность определяется путем умножения частоты вращения двигателя (угловой скорости) на крутящий момент, создаваемый при этой скорости.
T = крутящий момент (Нм, фунт-фут)
ω = угловая скорость (рад/с)
Обратите внимание, что угловая скорость выражается в радианах в секунду (рад/с). Если скорость двигателя указана в оборотах в минуту (об/мин), обязательно переведите ее в правильные единицы измерения рад/с.
Нм и фунт-фут: работа или крутящий момент?
Хотя работа и крутящий момент имеют одинаковые единицы измерения (например, Нм или фунт-фут), работа — это скалярная величина, то есть она имеет величину, но не направление. Крутящий момент, с другой стороны, является векторной величиной, то есть имеет как величину, так и направление. Вот почему крутящий момент может иметь отрицательное значение, в зависимости от направления вращения, но работа может быть только положительной.
Поскольку номинальная мощность двигателя определяется его номинальной частотой вращения и крутящим моментом, создаваемым при этой частоте вращения, двигатели, работающие с постоянной частотой вращения и относительно постоянным крутящим моментом, такие как асинхронные двигатели переменного тока, часто используют выходную мощность в качестве ключевой характеристики.
Однако выходная мощность не является очень полезной характеристикой для серводвигателей или шаговых двигателей, поскольку они работают в широком диапазоне скоростей и значений выходного крутящего момента.
Для двигателей постоянного тока кривая зависимости крутящего момента от частоты вращения относительно линейна, поэтому максимальная выходная мощность достигается, когда двигатель работает в точке, которая соответствует примерно половине момента остановки и половине скорости холостого хода.
Единица измерения лошадиной силы была введена в 1780-х годах Джеймсом Уоттом и Мэтью Боултоном, которые определил 1 лошадиную силу (л.с.) как 33 000 фут-фунтов/мин, что равно 44 742 Нм/мин или 746 Нм/с. Поскольку 1 Нм/с = 1 Дж/с = 1 Вт, 1 л.с. = 746 Вт.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии