Artan endüktansa eşdeğer bir DC motorda geri EMF'yi dikkate almak geçerli midir?

Geri EMF'nin motorla seri olarak hızla orantılı bir voltaj kaynağı olarak kabul edilebileceğini biliyorum. Bu ortak anlayış ve tamamen anlıyorum. Bunu anlamadan önce, kendim için alternatif bir açıklama geliştirdim ve bunun herhangi bir geçerliliği olup olmadığını merak ediyorum.

Bunu düşünün: bir indüktör akımdaki değişime direnir. Daha büyük bir indüktör buna daha fazla direnir. Durmuş bir motor akımdaki değişime direnir. Dönen bir motor buna daha fazla direnir.

Belirli bir akımdaki küçük bir indüktörde depolanmış enerji vardır. Aynı akımda daha büyük bir indüktör daha fazla depolanmış enerjiye sahiptir. Belirli bir akımda duran motorun depolanmış enerjisi vardır. Aynı akımda dönen bir motor daha fazla depolanmış enerjiye sahiptir.

Umarım bir öğrencinin sezgisel olarak hipotez oluşturabileceğini görebilirsiniz: bir motorun sargıları motorun hızı ile artan bir endüktans sergiler. Elbette sihirli bir şekilde daha fazla tel dönüşü yaptığı için değil, ama belki de manyetik bir alandan ziyade motor momentumunda enerji depolayan bir tür mekanik indüktördür. Sonuçta, bir indüktör hakkındaki sezgisel anlayışım bir volan. Belki de bu aslında bir volan olan bir indüktördür.

Bu benzetme daha da uzatılabilir mi? Dirençli ve endüktif bir yükte AC akımı, AC voltajının gerisinde kalır. Daha fazla endüktans ekleyin ve akım daha fazla gecikir. Motorda, akım voltajın gerisinde kalır. Motor daha hızlı dönüyorsa, daha fazla gecikiyor mu?

Ve eğer bu kadar doğruysa, arka EMF'nin motor hızı ile artan bir endüktansa eşdeğer olduğu gösterilebilir mi?

Ve değilse, neden? Önce sezgisel örnekler, sonra matematik takdir edilecektir. Ben ters sırada sunulduğunda asla anlamak gibi görünmüyor.

İlginç. Back-emf (hızla orantılı bir voltaj kaynağı olarak modellenmiştir) hıza bağlı bir endüktansa eşdeğer değildir. Ayrıca, bu iddiayı doğru kılacak olan olası bir L (w) yoktur.

Basit bir deneyi tanımlayacağım, ancak özünde bunların eşdeğer olamayacağını söyleyeceğim çünkü motor yük değişikliğinde L (w) hızına bağımlı bir indüktör sabit durum akımını etkilemeyecektir (tüm geçici akımlardan sonra tork) hız düştüğünde (çelişki haline gelirken) v (w) hızına bağlı bir voltaj kaynağı (mantıklı) olur.

Bir DC motor varsayarsak, basit bir kanıt motordaki yükün azaldığını hayal etmektir. Daha az yük olduğu için motor hızlanır. Ayrıca bir süre beklediğimizi hayal edin ki tüm geçici durumlar ortadan kalkar (t = inf.). Şimdi her iki modelde de neler olduğunu görelim:

Back-emf bir voltaj kaynağı olarak modellenirken, hız arttığı için voltajı artar. Bu, akımın azaldığı anlamına gelir, çünkü güç voltajı kaynağı ile arka emf voltajı arasındaki fark azalmıştır. Bu, torkun azaldığı anlamına gelir, bu da motordaki yükü azalttığımız için mantıklıdır.

Öte yandan, "arka emf indüktöre" hangi endüktans değerine sahip olursanız olun, motordaki akım aynı kalacaktır, çünkü indüktörler dc'de kısa devrelerdir. Ancak bu mantıklı değil, çünkü tork akımla orantılıdır ve akım aynı kalırsa tork aynı kalır, ancak motordaki yükü azalttığımızı söyleyerek bu analize başladık.

İdeal bir motor, elektrik ve mekanik taraflar arasında bir "sabit" k "dişli oranı" ve "k volt saniye" için bir sabit k olarak modellenebilir. Mekanik bir şanzımanın motorda olduğu gibi, bir tarafın torkundaki veya dönme hızındaki değişiklikleri diğer tarafın torku ve dönüş hızındaki değişikliklere iki yönlü olarak ayarlaması gibi. Normal bir iletim boyutsuz bir miktara göre ölçeklendirilir, ancak bu bir sorun oluşturmaz. Google'ın boyutsal analizinin torkla çalışması için nasıl yapılacağını anlayamıyorum, ancak bir motorun şaftından belirli bir mesafeyi sürdüğünü varsayar, daha sonra formülü devir yerine metre kullanmak üzere değiştirebilir.

Eğer biri k'nın pi'ye eşit olduğunu varsayarsa, motora bir amper uygulandığında (1 amp * (metre başına 1 volt saniye)), yani bir newton kuvvet verilecektir. Motora bir volt uygulanması, motor çıkışının saniyede bir metre gibi (1 amp / (metre başına 1 volt saniye)) hızında hareket etmesine neden olur. Çıktıyı saniyede bir devir hızında hareket ettirmek, voltajın bir volt olmasına neden olur; bir Newton kuvvet uygulanması, motoru bir amper çekecektir. İdeal bir mekanik şanzımanda olduğu gibi, motor her iki tarafta olanlar arasında anlık bir ilişki kurar.

Tabii ki, gerçek motorlar ideal motorlar gibi davranmazlar, ancak çoğu gerçek motor, elektrik tarafında bir seri indüktör ve direnç ile ve ekli bir kütle ve mekanik tarafta bir miktar sürtünme ile ideal bir motor olarak modellenebilir. Geçiş sorunları davranışların bu basitleştirilmiş modelden biraz farklı olmasına neden olabilir, ancak çoğu durumda yararlı olacak kadar iyi çalışır. Geçiş sorunları nedeniyle, bir motorun endüktansı, tam mekanik konumuna bağlı olarak biraz değişebilir. Bununla birlikte, bir motorun endüktansı nispeten hızdan bağımsızdır - bir motor ne kadar hızlı dönerse, endüktans farklı konumlardaki değerleri arasında o kadar hızlı değişir, ancak çoğunlukla nispeten sabit bir endüktans gibi davranır.

Hayır, hiç eşdeğer değiller. Geri EMF, dediğin gibi, bir voltaj kaynağıdır. Voltaj, motorun hızına ve başka bir şeye bağlıdır. Bu voltajın bir sonucu olarak akan herhangi bir akım sadece motora bağlı harici empedansa bağlıdır.

Öte yandan, bir indüktörde depolanan enerji esasen bir akım kaynağıdır ve bu akımın harici devrede akması için gereken voltajı üretmeye çalışır ("endüktif vuruşu" " etki. Tabii ki, söz konusu akımın büyüklüğü zaman içinde indüktörün terminal voltajı ile değiştirilir.

TAMAM. "Geri EMF" ye geri dön. Orijinal soruya gelince: "Artan endüktansa eşdeğer bir motorda EMF'yi geri düşünmek geçerli mi?" Cevap hayır. Bir indüktör, manyetik alanı elektrik enerjisi olarak oluşturmak için Geri EMF'ye uyguladığınız enerjiyi geri verir. Bir motor, Arka EMF'ye uyguladığınız enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür.