Một dòng điện không đổi có nghĩa là, cho một động cơ lý tưởng, một mô-men xoắn không đổi. Điều này gần đúng với động cơ thực. Không quan trọng bạn gắn cái gì vào động cơ, hay nó quay nhanh như thế nào.
Những gì bạn dường như đang thiếu là định luật chuyển động thứ hai của Newton . Nó nói rằng lực là sản phẩm của khối lượng và gia tốc:
F= m a
Dòng điện không đổi bạn cung cấp cho động cơ là một lực. Trọng lượng chống lại lực lượng đó. Sự khác biệt là lực lượng ròng,F trong phương trình này, và m là khối lượng của trọng lượng, cộng với khối lượng của rôto và dây và mọi thứ khác mà động cơ phải di chuyển.
Bạn đặt dòng điện được gửi đến động cơ để mô-men xoắn được áp dụng là 10 in-lbs mà không có bất kỳ tải nào.
Không thể. Không có gì cho động cơ "mô-men xoắn chống lại". Đây là tương đương cơ học của việc cố gắng phát triển 10 volt trong một thời gian ngắn. Động cơ sẽ nhanh chóng quay với tốc độ tối đa và EMF lùi sẽ tăng lên điện áp lái xe để các thiết bị điện tử lái xe của bạn không thể cung cấp đủ điện áp trên EMF phía sau để tạo ra dòng điện đủ để có nhiều mô-men xoắn đó.
Giả sử bạn xác định bạn cần bao nhiêu dòng điện cho 10 mô-men xoắn và bạn điều khiển động cơ của mình với nguồn cung cấp dòng không đổi được đặt ở mức đó.
Điều gì xảy ra khi mô-men xoắn từ trọng lượng / tải là 5 in-lbs?
Giả sử rằng rôto và dây không có khối lượng và không ma sát, trọng lượng sẽ được tăng tốc lên bằng mô-men xoắn 5 in-lbs (động cơ 10 in-lbs, ít hơn 5 in-lbs so với trọng lượng). Tốc độ gia tốc được xác định bởi khối lượng của trọng lượng và định luật Newton ở trên.
Khi tốc độ của động cơ thay đổi (trọng lượng đang tăng tốc), EMF trở lại cũng thay đổi. Nguồn cung cấp liên tục của bạn cho động cơ sẽ phải áp dụng một điện áp ngày càng tăng để duy trì cùng một dòng điện. Do đó, năng lượng điện tăng lên, cũng như năng lượng cơ học.
Điều gì xảy ra khi mô-men xoắn từ trọng lượng / tải là 10 in-lbs?
Mô-men xoắn cân bằng mô-men xoắn trọng lượng. Tuy nhiên, trọng lượng đang di chuyển nhanh (nếu có), nó tiếp tục làm điều đó. Luật đầu tiên của Newton được áp dụng .
Điều gì xảy ra khi mô-men xoắn từ trọng lượng / tải là 15 in-lbs?
Trọng lượng sẽ tăng tốc xuống dưới, áp đảo động cơ. Tuy nhiên, nó sẽ không rơi tự do. Động cơ hủy bỏ một số lực của trọng lượng, dẫn đến việc tăng tốc chậm hơn xuống dưới.
Nếu trọng lượng áp đảo động cơ, thì cuối cùng nó có thể khiến động cơ chạy ngược lại, liên quan đến cách nó sẽ chạy nếu không có tải. Khi điều này xảy ra, EMF phía sau bây giờ sẽ thêm (thay vì trừ) từ điện áp bạn áp dụng cho động cơ. Tại một số điểm, bộ điều khiển của bạn, đang cố gắng duy trì dòng điện không đổi, phải áp dụng một điện áp âm để duy trì dòng điện đó. Nói cách khác, EMF phía sau đủ để tự tạo mô-men xoắn cần thiết: bộ điều khiển của bạn phải chống lại nó.
Điều này là hoàn toàn đối xứng với trường hợp đầu tiên, trong đó động cơ đã áp đảo trọng lượng. Trong trường hợp đó, năng lượng điện và cơ học tăng lên (không bị ràng buộc, nếu bạn cho phép chúng). Trong trường hợp này, năng lượng điện và cơ bị giảm (âm, nếu bạn để chúng). Năng lượng được bảo toàn vì bạn đang thay đổi tiềm năng hấp dẫn của trọng lượng.
Sự cần thiết phải chống lại EMF phía sau thường có nghĩa là lưu trữ năng lượng điện trong một tụ điện hoặc pin, hoặc sử dụng nó để làm nóng điện trở. Nếu bạn không thể làm điều này đủ nhanh, thì động cơ sẽ tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn 10 lbs mong muốn của bạn và bạn đã đạt đến giới hạn của trình điều khiển "dòng không đổi" của mình.
Đọc thêm:
voltage x currentvà công suất liên quan đến mô-men xoắn được tạo ra. (3) Mô-men xoắn này cần phải vượt qua lực ma sát, quán tính (dù trong quá trình chuyển đổi tốc độ), tổn thất chịu lực, tổn thất rung động và mô-men xoắn tải thực tế. Ở trạng thái ổn định, mô-men xoắn được tạo ra phải khớp với tổng của một vài yếu tố cuối cùng.