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Motor

Calculateur de vitesse du moteur à courant continu

Calculez la vitesse, le couple, la puissance et l'efficacité du moteur à courant continu à partir de paramètres électriques

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Formule

ω = (V - I_a × R_a) / K_e, T = K_t × I_a

Référence: Chapman, Electric Machinery Fundamentals

ω— Motor speed (RPM)
V— Supply voltage (V)
I_a— Armature current (A)
R_a— Armature resistance (Ω)
K_e— Back-EMF constant (V/RPM)
K_t— Torque constant (N·m/A)

Comment ça marche

Le calcul de la vitesse et du couple des moteurs à courant continu implique de comprendre les relations fondamentales entre l'entrée électrique et la sortie mécanique. Le processus nécessite l'analyse des principaux paramètres du moteur, notamment la constante contre-électromagnétique (Ke), la résistance d'induit (Ra) et la tension d'alimentation appliquée (V). Lorsqu'une tension est appliquée, le moteur génère une vitesse de rotation proportionnelle à la tension appliquée moins la chute de tension aux bornes de la résistance d'armature. La constante Back-EMF représente la relation entre la vitesse du moteur et la tension générée, généralement exprimée en volts par radians par seconde ou en volts-secondes par radian. Lorsque le moteur tourne, il génère une force contre-électromotrice qui s'oppose à la tension appliquée, ce qui a un impact direct sur la vitesse et la consommation de courant du moteur.

Exemple Résolu

Prenons l'exemple d'un moteur 12 V DC avec une constante contre-électromagnétique de 0,1 V/ (rad/s), une résistance d'induit de 2 ohms et une vitesse à vide de 3 000 tr/min. En appliquant la formule de calcul de la vitesse du moteur : RPM = (V - I * Ra)/Ke, nous pouvons déterminer la vitesse réelle du moteur sous charge. Supposons un courant de charge de 5 ampères. Tout d'abord, calculez la chute de tension aux bornes de l'armature : 5A * 2Ω = 10V. En soustrayant cela de la tension d'alimentation, on obtient 2 V disponibles pour la rotation. Il en résulte une vitesse réduite d'environ 2 500 tr/min, démontrant ainsi l'impact du courant de charge sur les performances du moteur.

Conseils Pratiques

  • ✓Mesurez toujours les paramètres réels du moteur au lieu de vous fier uniquement aux fiches techniques
  • ✓Utilisez la gestion thermique pour maintenir des performances constantes du moteur
  • ✓Incluez des marges de sécurité lors de la conception de systèmes motorisés

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger la résistance de l'armature dans les calculs de vitesse
  • ✗En supposant que le moteur fonctionne de manière linéaire dans toutes les conditions de charge
  • ✗Ne pas tenir compte des effets de la température sur les paramètres du moteur

Foire Aux Questions

À mesure que la charge mécanique augmente, le courant du moteur augmente, provoquant une chute de tension aux bornes de la résistance de l'armature et réduisant la tension disponible pour la rotation. Cela entraîne une baisse du régime et une diminution de la vitesse du moteur.
La constante Back-EMF représente la tension générée par le moteur pendant la rotation, proportionnelle à sa vitesse de rotation. Il s'agit d'un paramètre clé pour comprendre les caractéristiques électriques des moteurs.
La méthode de calcul s'applique aux moteurs à courant continu à balais dont les paramètres sont connus. Les moteurs à courant continu sans balais peuvent nécessiter des approches de calcul légèrement différentes.
Les calculs fournissent une bonne approximation théorique. Les performances réelles peuvent varier en raison de facteurs tels que la température, le frottement mécanique et les tolérances de fabrication.
La tension est généralement en volts, la résistance en ohms, la vitesse en tr/min et la constante contre-électromagnétique en V/ (rad/s) ou V/tr/min.

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