Konzeptionell muss man etwas anders darüber nachdenken. Die Art und Weise, wie ich denke, dass Sie darüber nachdenken, ist wie ein Drehmoment in einem Fahrzeug. Ein Auto mit mehr Drehmoment beschleunigt schneller und ist mit einer Geschwindigkeitssteigerung verbunden. Mit anderen Worten, Sie treten auf das Gaspedal, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, und Sie benötigen dazu ein Drehmoment.
Wenn Sie jedoch über die Beziehung zwischen Drehzahl und Drehmoment eines Gleichstrommotors sprechen, müssen Sie anders darüber nachdenken. Für einen gegebenen Motor mit einer konstanten Eingangsspannung wird die Drehzahl des Motors durch die Belastung der Motorwelle bestimmt. Für eine bestimmte Last besteht die einzige Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu erhöhen, darin, die Spannung zu erhöhen. Und diese Erhöhung der Drehzahl erfordert etwas mehr Drehmoment zum Beschleunigen, aber nachdem es seine neue Drehzahl erreicht hat, wird das Drehmoment auf sein ursprüngliches Drehmoment zurückgesetzt (es sei denn, die Last ist natürlich von der Drehzahl abhängig - wie bei einem Lüfter).
Vielleicht ist es für Sie eine bessere Möglichkeit, darüber nachzudenken, als zu sagen: "Drehmoment und Drehzahl in einem Gleichstrommotor sind umgekehrt proportional". Sie sagen: " Bei einer bestimmten Spannung sind Drehmoment und Drehzahl in einem Gleichstrommotor umgekehrt." proportional." Eine Drehzahl-Drehmoment-Kurve, die Sie in den Datenblättern sehen, gilt nur für die Nennspannung, und der Motor arbeitet auf dieser Kurve. Wenn also das Drehmoment steigt, folgt die Geschwindigkeit dieser Kurve und sinkt.
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
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Für eine konstante Leistung, die an die mechanische Last abgegeben wird, ist Drehmoment und Drehzahl multipliziert. Das ist die grundlegende Definition von Macht, dh
Eine Erhöhung des Drehmoments (und mit Drehmomenterhöhung meine ich die Winkelkraft, die erzeugt wird, wenn die mechanische Last zunimmt) führt natürlich zu einer Verlangsamung des Ankers, wenn die Leistung konstant ist.
"Gleichstrommotor" kann jedoch alles bedeuten, und einige Motoren haben Feldwicklungen, die Effekte vom Typ "konstante Leistung" aufweisen, während andere (mit unterschiedlichen Feldwicklungen) als Konstantdrehzahlregler und damit für eine Erhöhung des Drehmoments (aufgrund von) arbeiten die Last) bleibt die Geschwindigkeit nahezu konstant.
Andere Arten von Gleichstrommotoren können elektronische Steuerungen haben, die dasselbe tun. Sie erfassen den Strom und erhöhen mit steigendem Strom die Gleichspannung zum Anker. Dadurch kann eine nahezu konstante Drehzahl erreicht werden.
Ich denke, Sie verwechseln reales Drehmoment mit der Fähigkeit (oder dem Potenzial), reales Drehmoment zu liefern. Ohne mechanische Last ist das Drehmoment bis auf die mechanischen Verluste im Motor bedeutungslos.
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Die allgemeine Faustregel bei gebürsteten Gleichstrommaschinen lautet
Strom ~ = Drehmoment
Spannung ~ = (Winkel-) Geschwindigkeit
(Um fair zu sein, folgen fast alle Maschinen dem auch, aber es wird immer weniger proportional und mehr "in irgendeiner Weise verwandt", z. B. Frequenz)
Sie haben zwei Konstanten (Arten von Konstanten), wenn es um elektrische Maschinen geht
Kt & Ke
Ke ist die Spannungskonstante im offenen Anschluss mit Einheiten: Volt / w. Dies erzeugt einen BackEMF
Kt ist die Drehmomentkonstante mit Einheiten: Nm / A.
in der Theorie Ke == Kt, aber Kt wird durch Eiseneigenschaften beeinflusst (daher existieren zwei).
Der Grund dafür, dass Drehmoment und Drehzahl umgekehrt proportional sind, ist die Fähigkeit, Drehmoment zu erzeugen, die mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
Der Grund dafür ist, dass der BackEMF sich der Versorgung widersetzt, die versucht, Strom in den Stator zu zwingen, wodurch ein EM-Drehmoment erzeugt wird.
Sie haben Recht, dass für eine bestimmte Anwendung des Drehmoments eine bestimmte Beschleunigung basierend auf der Rotorträgheit und der Lastträgheit erzeugt wird, ABER dieses Drehmoment wird auch mit zunehmender Geschwindigkeit (Luftwiderstand, Lager usw.) verringert. Zwischen einer abnehmenden Fähigkeit, Strom mit zunehmender Geschwindigkeit in eine Maschine zu zwingen, und erhöhten Verlusten bei höherer Geschwindigkeit nimmt die Beschleunigungsrate ab, bis schließlich die Noload-Geschwindigkeit erreicht ist (oder eine Lastgeschwindigkeit im Vergleich zum Lastdrehmoment und dem erzeugten Drehmoment )
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Ich bin damit einverstanden, dass eine Erhöhung des Drehmoments definitiv die Winkelbeschleunigung erhöht. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Geschwindigkeit immer durch Erhöhen des Drehmoments oder der Beschleunigung erhöht wird. Zum Erhöhen der Drehzahl sollte das Drehmoment positiv sein (in Richtung der Winkelgeschwindigkeit) und nicht unbedingt erhöht werden. Angenommen, Winkelgeschwindigkeit = + 50 rad / s. Eg1: Drehmoment1 = +5 Nm, Drehmoment2 = +10 Drehzahl, die beide Fälle erhöht. ZB2: Drehmoment1 = + 5 Nm, Drehmoment2 = +3 Drehzahl steigt auch nach abnehmendem Drehmoment noch an, aber definitiv mit einer geringeren Geschwindigkeit.
Beispiel 3: Drehmoment1 = -5 Nm, Drehmoment2 = -10 Drehzahl verringert beide Fälle. Beispiel 4: Drehmoment1 = -5 Nm, Drehmoment2 = -3 Geschwindigkeit nimmt auch nach Erhöhung des Drehmoments immer noch ab, aber definitiv mit einer geringeren Rate.
In allen Beispielen wird angenommen, dass die Winkelgeschwindigkeit positiv ist.
Ich denke, Sie haben Zweifel an der Grunddynamik, nicht an der Maschine.
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Jede Antwort, die die Beschleunigung zu leugnen scheint, ist proportional zum Drehmoment oder die Leistung ist nicht proportional zur Geschwindigkeit, ist nur Unsinn. Hier gibt es Antworten, die dies zu leugnen scheinen, die jedoch in einer hoch entwickelten Sprache (= falsche Weisheit) gekleidet sind. Also lasst uns klar sein. Wenn Sie das Drehmoment erhöhen, erhöhen Sie die Drehzahl, es sei denn, Sie erhöhen die Last. Wichtig ist, dass bei Elektromotoren eine Gegen-EMK (ein Motor ist auch ein Generator) vorhanden ist, die mit der Drehzahl zunimmt und die effektive Spannung und damit den Strom und damit das Drehmoment begrenzt. Aber mehr Drehmoment? Mehr Geschwindigkeit. Ref Isaac Newton.
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Die Art und Weise, wie ich denke, ist, dass für den stationären Betrieb das Lastdrehmoment gleich dem Motordrehmoment sein muss. Wenn nun die Last für den Gleichstrommotor (Shunt) erhöht wird, steigt der Strom. Auf andere Weise können Sie jetzt sagen, ob der aufgenommene Strom das Motordrehmoment erhöht. Jetzt, wenn die Last zunimmt, nimmt die Motordrehzahl ab und bleibt bei einer Drehzahl stabil, die unter dem vorherigen Wert liegt. Daher kann man sagen, dass mit zunehmender Last der aufgenommene Strom zunimmt, die Drehzahl jedoch abnimmt. Sie können also schließen, dass die Last (Lastmoment) zunimmt → das Motordrehmoment zunimmt, gleichzeitig aber die Drehzahl abnimmt, wenn das Lastdrehmoment größer als das Motordrehmoment wird.
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