क्या यह डीसी मोटर में वापस-ईएमएफ पर विचार करने के लिए वैध है जो बढ़ी हुई अधिष्ठापन के बराबर है?


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मुझे पता है कि बैक-ईएमएफ को मोटर के साथ श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत माना जा सकता है जो गति के लिए आनुपातिक है। यह सामान्य समझ है, और मैं इसे पूरी तरह से समझ गया हूं। इससे पहले कि मैं यह समझ पाता, मैंने अपने आप ही एक वैकल्पिक विवरण विकसित किया, और मुझे आश्चर्य है कि क्या इसकी कोई वैधता है।

इस पर विचार करें: एक प्रारंभ करनेवाला वर्तमान में परिवर्तन का विरोध करता है। एक बड़ा प्रारंभ करनेवाला इसे अधिक विरोध करता है। एक रुकी हुई मोटर वर्तमान में परिवर्तन का विरोध करती है। एक कताई मोटर इसे और अधिक तैयार करती है।

किसी दिए गए करंट में एक छोटे से प्रारंभ करनेवाला में कुछ संचित ऊर्जा होती है। एक ही करंट में एक बड़े इंसट्रक्टर में अधिक संचित ऊर्जा होती है। किसी दिए गए प्रवाह में एक रुकी हुई मोटर में कुछ संचित ऊर्जा होती है। एक ही वर्तमान में एक कताई मोटर में अधिक संग्रहीत ऊर्जा होती है।

उम्मीद है कि आप देख सकते हैं कि एक छात्र क्या सहज रूप से परिकल्पना कर सकता है: एक मोटर की वाइंडिंग एक प्रेरण दिखाती है जो मोटर की गति के साथ बढ़ती है। इसलिए नहीं कि यह जादुई रूप से तार के घुमावों को बढ़ा रहा है, लेकिन शायद यह एक यांत्रिक प्रारंभक है, जो चुंबकीय क्षेत्र की बजाय मोटर की गति में ऊर्जा का भंडारण करता है। एक प्रारंभ करनेवाला की मेरी सहज समझ है, सब के बाद, एक चक्का। शायद यह एक प्रारंभ करनेवाला है जो वास्तव में एक चक्का है।

क्या इस सादृश्य को और बढ़ाया जा सकता है? एक प्रतिरोधक और आगमनात्मक भार में, एसी करंट एसी वोल्टेज के पीछे रहता है। अधिक इंडक्शन जोड़ें, और करंट लैग्स अधिक। एक मोटर में, वोल्टेज के पीछे वर्तमान लैग। यदि मोटर तेजी से घूम रही है, तो क्या यह अधिक अंतराल पर है?

और अगर यह बहुत सच है, तो क्या यह दिखाया जा सकता है कि बैक-ईएमएफ एक इंडक्शन के बराबर है जो मोटर की गति के साथ बढ़ता है?

और यदि नहीं, तो क्यों? सहज उदाहरणों को पहले सराहा जाएगा, फिर गणित को। विपरीत क्रम में प्रस्तुत किए जाने पर मुझे कभी समझ में नहीं आता है।

जवाबों:


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दिलचस्प। बैक-ईएमएफ (गति के लिए आनुपातिक वोल्टेज स्रोत के रूप में मॉडलिंग) एक इंडक्शन के बराबर नहीं है जो गति पर निर्भर करता है। इसके अलावा, कोई भी संभावित एल (डब्ल्यू) नहीं है जो आप के साथ आ सकते हैं जो उस दावे को सच कर देगा।

मैं एक सरल प्रयोग का वर्णन करूंगा, लेकिन संक्षेप में मैं कहूंगा कि वे बराबर नहीं हो सकते क्योंकि मोटर लोड परिवर्तन पर, गति एल (डब्ल्यू) पर निर्भर एक प्रारंभ करनेवाला स्थिर राज्य की धारा को प्रभावित नहीं करेगा (सभी संक्रमणों के बाद टोक़) मर गए हैं, एक विरोधाभास बन गया है), जबकि गति v (w) पर निर्भर एक वोल्टेज स्रोत (जो समझ में आता है)।

डीसी मोटर को मानते हुए, एक सरल प्रमाण यह कल्पना करना है कि मोटर पर लोड कम हो जाता है। क्योंकि कम भार है, मोटर गति देता है। यह भी कल्पना करें कि हम कुछ समय तक प्रतीक्षा करते हैं ताकि सभी ग्राहक चले जाएं (t = inf।)। अब देखते हैं कि दोनों मॉडलों के साथ क्या होता है:

बैक-ईएमएफ के साथ वोल्टेज स्रोत के रूप में मॉडलिंग की जाती है, इसकी वोल्टेज बढ़ जाती है क्योंकि गति में वृद्धि हुई है। इसका मतलब है कि वर्तमान कम हो जाता है, क्योंकि पावर वोल्टेज स्रोत और बैक-ईएमएफ वोल्टेज के बीच का अंतर छोटा हो गया। इसका मतलब है कि टोक़ में कमी आई है, जो समझ में आता है क्योंकि हमने मोटर पर भार कम कर दिया है।

दूसरी ओर, कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप "बैक-ईएमएफ प्रारंभ करनेवाला" को क्या प्रेरण मूल्य देते हैं, मोटर पर वर्तमान समान रहेगा, क्योंकि डीसी में शॉर्ट सर्किट सर्किट हैं। लेकिन इसका कोई मतलब नहीं है, क्योंकि टॉर्क करंट के समानुपाती है और अगर करंट समान रहता है, तो टॉर्क समान रहता है, लेकिन हमने यह विश्लेषण शुरू करते हुए कहा कि हमने मोटर पर लोड कम कर दिया है।


इसने मुझे शायद अपने वैकल्पिक मॉडल के लिए एक सरल अव्यवस्था के बारे में सोचा: अकेले प्रेरण के साथ मोटर की वर्तमान को सीमित करने का कोई तरीका नहीं है। यहां तक ​​कि शून्य प्रतिरोध के साथ एक आदर्श मोटर एक सीमित गति से चलेगी, और यदि कोई टोक़ नहीं है, तो भी शून्य वर्तमान, लेकिन मॉडल में केवल अधिष्ठापन के साथ, वर्तमान हमेशा बढ़ेगा।
फिल फ्रॉस्ट

वास्तव में, मैंने इसे लिखने के बाद उसी सरलीकरण के बारे में सोचा।
आपलोपोहपा

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एक आदर्श मोटर को विद्युत और यांत्रिक पक्षों के बीच "ट्रांसमिशन" के रूप में मॉडल किया जा सकता है, जिसमें कुछ निरंतर k के लिए "क्रांति प्रति k वोल्ट सेकंड" का "गियर अनुपात" होता है। जिस तरह एक यांत्रिक संचरण द्विदिश रूप से एक पक्ष की टोक़ या घूर्णी गति में परिवर्तन को दूसरे पक्ष की टोक़ और घूर्णी गति में परिवर्तन के लिए शुरू करता है, उसी प्रकार मोटर के साथ भी। एक आयामहीन मात्रा द्वारा एक सामान्य संचरण तराजू, लेकिन यह एक समस्या पैदा नहीं करता है। मैं यह पता नहीं लगा सकता कि टोक़ के साथ काम करने के लिए Google का आयामी विश्लेषण कैसे किया जा सकता है, लेकिन कोई मानता है कि एक मोटर अपने शाफ्ट से कुछ विशेष दूरी पर ड्राइव करती है, फिर कोई क्रांतियों के बजाय मीटर का उपयोग करने के लिए सूत्र बदल सकता है।

यदि कोई मानता है कि पी बराबर है, तो मोटर पर एक एम्प लगाने से उपज होगी (1 एम्पी * (1 वोल्ट सेकंड प्रति मीटर)), जिसे बल का एक न्यूटन कहना है। मोटर में एक वोल्ट लगाने से मोटर का आउटपुट (1 एम्पी / (1 वोल्ट सेकंड प्रति मीटर)) की दर से आगे बढ़ेगा, जिसे एक मीटर प्रति सेकंड कहना है। प्रति सेकंड एक क्रांति की दर से आउटपुट को हिलाने से वोल्टेज एक वोल्ट होगा; बल के एक न्यूटन को लागू करने से मोटर एक एम्पीयर बना देगा। बस एक आदर्श यांत्रिक संचरण के साथ, मोटर दोनों पक्षों के बीच एक तात्कालिक पत्राचार स्थापित करता है।

बेशक, वास्तविक मोटर्स आदर्श मोटर्स की तरह काफी व्यवहार नहीं करती हैं, लेकिन अधिकांश वास्तविक मोटर्स को एक आदर्श मोटर के रूप में एक श्रृंखला प्रारंभ करनेवाला और विद्युत पक्ष पर अवरोधक के साथ और एक संलग्न द्रव्यमान और यांत्रिक पक्ष पर कुछ घर्षण के साथ मॉडल किया जा सकता है। कम्यूटेशन समस्याओं के कारण उस सरलीकृत मॉडल से कुछ हद तक व्यवहार भिन्न हो सकते हैं, लेकिन कई मामलों में यह उपयोगी होने के लिए पर्याप्त रूप से काम करता है। कम्यूटेशन मुद्दों के कारण, एक मोटर की इंडक्शन उसकी सटीक यांत्रिक स्थिति के आधार पर थोड़ी भिन्न हो सकती है। फिर भी, एक मोटर का अधिष्ठापन गति से स्वतंत्र है - जिस तेजी से एक मोटर मुड़ रहा है, तेजी से अधिष्ठापन अलग-अलग पदों पर होने वाले मूल्यों के बीच अलग-अलग होगा, लेकिन अधिकांश भाग के लिए यह अपेक्षाकृत-स्थिर अधिष्ठापन की तरह व्यवहार करेगा।


मुझे नहीं पता कि यह सीधे मेरे सवाल का समाधान है, लेकिन यह वैसे भी दिलचस्प जानकारी है। मैंने कभी मोटरों के बारे में ऐसा नहीं सोचा है। शायद यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि इस आदर्श मॉडल से विचलित मोटर्स का एक प्रमुख कारक घुमावदार प्रतिरोध है; यदि यह शून्य था, तो यांत्रिक भार को बढ़ाकर मोटर को धीमा करने के किसी भी प्रयास के परिणामस्वरूप (शायद अनंत) करंट को खींचा जाएगा, जब तक कि बैक-ईएमएफ आपूर्ति वोल्टेज के बराबर न हो। इसके अलावा, आपूर्ति वोल्टेज घटने से बैक-ईएमएफ को तुरंत मोटर को रोकने के लिए एक अनंत वर्तमान ड्राइव करने की अनुमति मिलेगी।
फिल फ्रॉस्ट

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@PhilFrost: यह ध्यान देने योग्य है कि अगर एक मोटर जो चल रही है, उसे शॉर्ट किया गया है, तो यह जल्दी बंद हो जाएगा; मोटर का प्रतिरोध मुख्य कारक है जो रोक को तात्कालिक होने से रोकता है। अधिक दिलचस्प बात यह है कि अगर मोटर को तेजी से छोटा किया जाता है और आपूर्ति से जुड़ा होने के बीच स्विच किया जाता है, तो यह तेजी से अपनी मूल गति के एक अंश तक धीमा हो जाएगा, और किसी भी अतिरिक्त गति से करंट वापस आपूर्ति में चला जाएगा।
सुपरकैट

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नहीं, वे बिल्कुल नहीं हैं। वापस EMF है, जैसा कि आप कहते हैं, एक वोल्टेज स्रोत। वोल्टेज मोटर की गति पर निर्भर करता है और कुछ नहीं। उस वोल्टेज के परिणामस्वरूप बहने वाली कोई भी धारा केवल मोटर से जुड़े बाहरी प्रतिबाधा पर निर्भर करती है।

दूसरी ओर, एक प्रारंभ करनेवाला में संग्रहित ऊर्जा अनिवार्य रूप से एक वर्तमान स्रोत है, और यह उस वोल्टेज को प्राप्त करने के लिए जो भी वोल्टेज की आवश्यकता होती है, उसे उत्पन्न करने का प्रयास करेगा (जो कि बाहरी सर्किट में प्रवाहित होता है) " प्रभाव। बेशक, विचाराधीन धारा का परिमाण समय-समय पर प्रारंभ करनेवाला के टर्मिनल वोल्टेज द्वारा संशोधित किया जाता है।


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इसका सरल प्रमाण, (एक मोटर के साथ काम करता है जिसे स्टेटर फ़ील्ड उत्पन्न करने के लिए शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे स्थायी चुंबक डीसी मोटर, बीएलडीसी मोटर, स्टेपर मोटर) ... वोल्टेज को लागू किए बिना मोटर को घुमाएं। अब यह EMF वापस नहीं है, यह सिर्फ EMF है!
ब्रायन ड्रमंड

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ठीक। "वापस EMF।" मूल प्रश्न के रूप में: "क्या मोटर में ईएमएफ को बढ़े हुए अधिष्ठापन के बराबर माना जाना वैध है?" जवाब न है। एक प्रारंभ करनेवाला आपको चुंबकीय क्षेत्र के रूप में विद्युत ऊर्जा के निर्माण के लिए बैक ईएमएफ के खिलाफ लागू ऊर्जा वापस देता है। एक मोटर आपके द्वारा लागू ऊर्जा को बैक ईएमएफ-मेकैनिकल ऊर्जा के विरुद्ध लागू करता है।

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