نحوه محاسبه گشتاور الکتروموتور
نحوه محاسبه گشتاور الکتروموتور در شیبا صنعت
قبل از اینکه درباره محاسبه گشتاور الکتروموتور صحبت کنیم، بهتر است ابتدا بدانیم که گشتاور چیست؟
گشتاور الکتروموتور
واحد گشتاور نیوتن بر متر است و همانطور که از واحد اندازه گیری آن مشخص است با نیرو و فاصله رابطه مستقیم دارد. در واقع هر گشتاور برابر است با حاصلضرب نیرو در فاصله.
T = F * D که در اینجا F نشانه نیرو (نیوتون) و D نشانه فاصله ( متر ) است.
بعنوان مثال اگر بخواهیم با یک آچار پیچی را بچرخانیم، فاصله محل وارد کردن نیرو که همان انتهای آچار است با پیچ را در نظر بگیرید. گشتاور اعمال شده به پیچ حاصل ضرب نیروی وارده در فاصله یا همان طول آچار است.
مقدار گشتاور الکتروموتور اغلب بر روی پلاک الکتروموتورها گشتاور آنها با واحد نیوتن بر متر حک شده است. در واقع گشتاور پارامتر مهمی در پروژهها است و میتوان با استفاده از توان ( کیلووات ) و سرعت موتور ( RPM ) آن را به دست آورد. هرچه گشتاور الکتروموتور بیشتر باشد قدرت موتور الکتریکی در حفظ نیروی دورانی در برابر بارهای متغیر بیشتر خواهد بود.
البته به این نکته توجه داشته باشید که معمولاً وقتی الکتروموتور شروع به کار میکند، گشتاور بالایی را تولید میکند، و بعد از ادامه کار موتور الکتریکی، این گشتاور اولیه افت میکند و ممکن است دوباره شدت بگیرد و در نهایت وقتی موتور به سرعت ثابت خود رسید، گشتاور هم ثابت میشود. این مقدار، همان گشتاوری است که روی پلاک موتور ثبت میشود.
فرمول گشتاور الکتروموتور
فرمول محاسبه گشتاور الکتروموتور
T = (kw * 9549) / RPM
برای به دست آوردن گشتاور الکتروموتور (Torque) به واحد اندازه گیری نیوتون بر متر باید قدرت یا توان الکتروموتور را با واحد اندازه گیری کیلووات در عدد ثابت 9549 ضرب کرده و نتیجه را بر مقدار سرعت الکتروموتور تقسیم کنید.
نکته مهم این است که گشتاور الکتروموتور با سرعت آن رابطه معکوس دارد، و این بدین معناست که الکتروموتور با توان ثابت و سرعت 900 دور، گشتاور بیشتری از یک الکتروموتور با همان توان با سرعت 3000 دور تولید میکند. و علت اینکه الکتروموتور 9 دور دارای شفت ضخیمتری نسبت به یک الکتروموتور 3000 دور با توان یکسان دارد، همین است.
تفاوت گشتاور با نیرو
تفاوت نیرو با گشتاور در این است که، نیرو باعث ایجاد حرکت انتقالی شده ولی گشتاور باعث نیروی چرخشی میشود. اما گشتاور با نیرو رابطه مستقیم دارد، بدین صورت که هرچه نیرو بیشتر باشد گشتاور تولید شده نیز بیشتر است.
قیمت الکتروموتور نسبت به گشتاور
به طور کلی هر چقدر الکتروموتور بزرگتر باشد، سیم پیچی و روتور آن بزرگتر است و در نتیجه دارای قدرت بیشتری است و گشتاور بیشتری را نیز تولید میکند. لذا با توجه به آنچه برای عملکرد سیستم نیاز است، اگر گشتاور بیشتری لازم باشد، باید الکتروموتور بزرگتر و پرقدرت تری تهیه کنیم و طبعاً قیمت بیشتری خواهد داشت.
چگونه میتوان گشتاور الکتروموتور را افزایش داد؟
باید توجه داشت که به طور استاندارد هر الکتروموتور برای تولید توان و گشتاور خاصی تولید میشود. اما به طور کلی افزایش ولتاژ باعث افزایش گشتاور بیشتر نیز میشود. اما اپراتورها باید دقت کنند که ولتاژ بیش از حد به الکتروموتور آسیب میزند.
همچنین افزایش جریان که منجر به بالا رفتن گشتاور میشود هم باعث گرم شدن بیش از حد موتور و یا سوختن سیم پیچی خواهد شد.
معمولاً الکتروموتور DC بدلیل اینکه در مصرف انرژی بهینه تر است، عملکرد بهتری نسبت به الکتروموتور AC دارد، اما الکتروموتور AC گشتاور بالاتری را با استفاده از جریان های قوی تر ایجاد میکند.
نکات مهم محاسبه گشتاور در الکتروموتور
همانطور که میدانیم، الکتروموتور انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند و نیروی تولید شده یا همان گشتاور به شفت الکتروموتور وارد شده و باعث حرکت آن میشود.
برای محاسبه گشتاور الکتروموتور باید به نکات مهمی توجه کرد که عبارتند از:
- میزان گشتاور مورد نیاز پروژه حتماً باید توسط متخصصین و مهندسین مکانیک بررسی و تعیین شود.
- توجه داشته باشید که گشتاور نامی و گشتاور راهاندازی متفاوت هستند.
- واحد اندازه گیری گشتاور نیوتن بر متر و یا کیلوگرم بر سانتیمتر است.
- قیمت و اندازه و وزن مدلهای مختلف الکتروموتور بر اساس گشتاور آن متفاوت است، بنابراین محاسبه دقیق باعث انتخاب الکتروموتور مناسب است.
مزایا گشتاور الکتروموتور
- قابلیت تنظیم ساعت
- کنترل دقیق حرکت
- کارایی و راندمان بالا
- کاربردهای ساده
- امکان حمل بار سنگین
معایب گشتاور الکتروموتور
- میزان مصرف انرژی بالا
- نیاز به نگهداری مرتب و منظم
- وزن و اندازه زیاد
- هزینه خرید بالا
مقایسه شتاب و سرعت در گشتاورهای مختلف
بدیهی است که الکتروموتورهایی که دارای توان و قدرت بالا دارند، میتوانند شتاب و سرعت بالاتری را نیز ایجاد کنند، اما الکتروموتورهایی که گشتاور بالا دارند، میتوانند شتاب اولیه بیشتری را تولید کنند و در سرعت های پایین مصرف بهینهتری هم دارند. بعنوان مثال برای حمل بارهای سنگین نیاز به گشتاور بالاتری جهت حرکت و انتقال بار است و به همین دلیل از الکتروموتورهای دور پایین استفاده میشود.
در مقابل در پروژه هایی که نیاز به سرعت بالا باشد، توان الکتروموتور بیشتر حائز اهمیت است و دلیلش این است که الکتروموتورهای توان بالا در زمان کمتری به دور موتور بالای خود میرسند و سرعت الکتروموتور را در اینجا باید در نظر گرفت.
تفاوت بار گشتاور ثابت و گشتاور متغیر
با توجه به اهمیت گشتاور الکتروموتور به بررسی مفهوم بار گشتاور ثابت و بار گشتاور متغیر و تفاوت آنها نیز میپردازیم:
- بار گشتاور متغیر: بار گشتاور متغیر به مواردی گفته میشود که اگر سرعت آنها تغییر کند، گشتاور مورد نیاز و توان مصرفی آنها نیز تغییر خواهد کرد. مانند فن ها و پمپ های سانترفیوژ و …
- بار گشتاور ثابت: بار گشتاور ثابت به مواردی گفته میشود که گشتاور در سرعتهای مختلف تقریبا ثابت است و در حقیقت گشتاور تابع سرعت نیست. مانند کمپرسور، نوار نقاله، جرثقیل و…
جمع بندی
گشتاور الکتروموتور در واقع توانایی ایجاد حرکت چرخشی الکتروموتور است و محاسبه گشتاور الکتروموتور در انتخاب و خرید الکتروموتور مناسب برای کاربردهای مختلف در صنایع و حتی مصارف خانگی بسیار مهم است.
بنابراین مجموعه شیبا صنعت توصیه میکند که کارفرمایان برای کاهش مصرف انرژی و پیشگیری از آسیب به تجهیزات خود الکتروموتور با گشتاور مناسب را انتخاب کنید.
در صورتیکه نیاز به مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر برای خرید موتور الکتریکی مناسب تجهیزات خود داشته باشید، میتوانید با کارشناسان شیبا صنعت از طریق راههای تماس در ارتباط باشید.
