电路方程
电枢回路的电压平衡方程式:
U=E+I∗Ra+LadIdt
U=E+I*R_{a}+L_{a}\cfrac{dI}{dt}
U=E+I∗Ra+LadtdI
- UUU----------电动机的电枢电压(V)
- EEE----------电枢绕组的感应电势(V)
- III-----------电枢电流(A)
- RaR_{a}Ra--------电枢回路总电阻(Ω)
- LaL_{a}La--------电枢回路电感(H)
直流电机的电枢电势方程式:
E=Ceϕn=Kew
E=C_{e}\phi n=K_{e}w
E=Ceϕn=Kew
- CeC_{e}Ce-------电势常数:Ce=pN60aC_{e}=\cfrac{pN}{60a}Ce=60apN
- ppp----------电机极对数
- NNN---------电枢绕组的有效导体数
- aaa----------电枢绕组的并联支路对数
- ϕ\phiϕ----------每极磁通(Wb)
- nnn----------电机转速(r/min)
直流电机的电磁转矩公式:
T=CTϕ I=KtI
T=C_{T}\phi~I=K_{t}I
T=CTϕ I=KtI
- TTT----------电磁转矩(Nm)
- CTC_{T}CT-------转矩常数:CT=pN2πaC_{T}=\cfrac{pN}{2\pi a}CT=2πapN
- ppp----------电机极对数
- NNN---------电枢绕组的有效导体数
- aaa----------电枢绕组的并联支路对数
- ϕ\phiϕ----------每极磁通(Wb)
- III-----------电枢电流(A)
动力学方程
根据牛顿第二定律(旋转运动):
T−TL=Jdwdt
T-T_{L}=J\cfrac{dw}{dt}
T−TL=Jdtdw
J=mr2=GgD24
J=mr^2=\cfrac{G}{g}\cfrac{D^2}{4}
J=mr2=gG4D2
w=2πn60
w=\cfrac{2\pi n}{60}
w=602πn
- TTT----------电磁转矩(Nm)
- TLT_{L}TL-------负载转矩(Nm)
- JJJ----------转子转动惯量
- www---------角速度
- GGG----------转子所受重力
- ggg----------重力加速度
- DDD-----------转子直径
- nnn-----------转速(r/min)
把直线运动的力F直接折算为旋转运动的转矩:
TLwη=Fv
T_{L}w\eta=Fv
TLwη=Fv
- TLT_{L}TL-------负载转矩(Nm)
- www---------角速度
- η\etaη----------转换效率
- FFF----------水平作用力
- vvv----------水平作用力速度
数学模型
根据力学运动方程和电路方程,则可得:
IU−E=1Las+Ra
\cfrac{I}{U-E} =\cfrac{1}{L_{a}s+R_{a}}
U−EI=Las+Ra1
E=Kew
E=K_{e}w
E=Kew
T=KtI
T=K_{t}I
T=KtI
w=T−TLJs
w=\cfrac{T-T_{L}}{Js}
w=JsT−TL