4.1 Obliczenia dla makiety prymitywnej maszyny elektrycznej

Jakub Beling, Wojciech Kłos, Piotr Niecewicz: Projekt i wykonanie makiet do demonstracji generacji momentu
elektromagnetycznego w maszynach elektrycznych. Praca dypl. Inż. 2010/2011
4.1 Obliczenia dla makiety prymitywnej maszyny elektrycznej
Poniżej w Tab. 4.1 przedstawiono dane wejściowe oraz założenia do wstępnych
obliczeń momentu elektromagnetycznego.
Rys 4.2 Przedstawienie wymiarów cewki do obliczeń
Lp.
Nazwa
Symbol
Jednostka
Wzór
Wartość
1
Indukcja magnetyczna
B
[T]
-
0,2
2
Prąd stały przepływający
przez cewkę
I
[A]
-
2,1
3
Szerokość cewki
b
[m]
-
0,04
4
Długość cewki
l
[m]
-
0,05
5
Długość cewki, przez które
przenika pole
magnetyczne B
lb
[m]
-
0,04
6
Promień kreślony przez
cewkę
r
[m]
7
Liczba zwojów cewki
z
[-]
0,02
-
Tab. 4.1 Dane wejściowe do obliczeń dla makiety prymitywnej
38
6
Jakub Beling, Wojciech Kłos, Piotr Niecewicz: Projekt i wykonanie makiet do demonstracji generacji momentu
elektromagnetycznego w maszynach elektrycznych. Praca dypl. Inż. 2010/2011
Zależności oraz wyniki obliczeń przedstawiono w Tab. 4.2
Lp.
Nazwa
Symbol
Jednostka
Wzór
Wartość
8
Siła elektrodynamiczna
oddziaływująca na
przewodnik
FB
[N]
FB = B ⋅ I ⋅ lb ⋅ z
0,1
Te(α=90°)
[Nm]
Te = FB ⋅ r = B ⋅ I ⋅ lb ⋅ z ⋅ r
0,002
Te(α=45°)
[Nm]
Te = FB ⋅ r = B ⋅ I ⋅ l b ⋅ z ⋅ r ⋅ sin(α )
0,0015
Te(α=0°)
[Nm]
Teśr
[Nm]
9
10
Moment
elektromagnetyczny
zależny od położenia
ramki α
Średni moment
elektromagnetyczny
Te = FB ⋅ r = B ⋅ I ⋅ l b ⋅ z ⋅ r ⋅ sin(α )
Teś =
Π
1
⋅ Te max ⋅ sin(α ) ⋅ dα
2 ⋅ Π ∫0
0
0,0006
Tab. 4.2 Wyniki obliczeń dla makiety prymitywnej
Na podstawie powyższych wyników wykonano wykres zależności momentu
elektromagnetycznego od kąta obrotu ramki makiety prymitywnej, przedstawiony na rys.
4.3. Wykres ten zawiera jeden pełny obrót ramki.
Teśr
Te
Rys. 4.3 Wykres zależności momentu elektromagnetycznego i momentu elektromagnetycznego średniego od kąta alfa
położenia cewki dla pełnego obrotu makiety prymitywnej
39