گشتاور الکتروموتور

گشتاور به زبان ساده نیرویی است که موجب دوران و چرخش میشود . در صنایع از الکتروموتورها برای تامین گشتاور مورد نیاز استفاده میشود. گشتاور یا Torque تاثیر مستقیمی بر توانایی و قدرت موتور در کارهای سنگین دارد.

انتخاب الکتروموتور بر اساس گشتاور مورد نیاز باعث بهینه شدن مصرف انرژی و هزینه میشود. در ادامه این مطلب به تعریف ساده این مفهوم مهم میپردازیم و با فرمول محاسبه آن آشنا میشویم.

گشتاور چیست ؟

به میزان نیرویی که بر محور چرخشی موتور وارد میشود گشتاور میگویند. در واقع به صورت ساده میتوان گفت به نیرویی که چیزی را میچرخاند گشتاور میگویند. گشتاور معمولا با یکای نیوتون.متر شناخته میشود و همانطور که از یکای اندازه گیری آن پیداست با نیرو و فاصله رابطه مستقیم دارد.

مثال : مثلا یک اهرم یا آچار را در نظر بگیرید که میخواهد پیچی را بچرخاند. فاصله محل وارد کردن نیرو ( انتهای آچار یا اهرم ) با پیچ را در نظر بگیرید. گشتاور اعمال شده به پیچ حاصل ضرب نیروی وارده در فاصله ( طول اچار است ) .

یا به عنوان مثال دیگر میتوان یک درب را که با لولا در پاشنه خود میچرخد را در نظر بگیرید. نیرویی که با دستگیره در وارد میکنید در فاصله آن تا لولای در ضرب میشود  و گشتاور به لولا وارد شده و سبب چرخ در می شود. حالا اگر به نزدیکی های لولا نیرو وارد کنید چون فاصله تا لولا کم است به نیروی بیشتری نیاز دارید تا به گشتاور مورد نیاز برسید و در را باز کنید.

گشتاور الکتروموتور

بر روی پلاک بعضی الکتروموتور ها گشتاور آنها با یکای نیوتون متر یا پوند فوت مشخص شده است. گشتاور مولفه مهمی در طراحی سیستم و تجهیزات است و حتما در دیتا شیت ها و کاتالوگ های محصولات میتوانید آن را بیابید . در غیر این صورت میتوان از فرمول زیر با استفاده از توان نامی ( کیلووات ) و سرعت موتور آن را به دست آورید.

هرچه گشتاور الکتروموتور بیشتر باشد قدرت موتور در حفظ نیروی دورانی در برخورد با بارهای متغییر بیشتر میشود. همانطور که گفته شد گشتاور نقشی اساسی در حرکت دورانی و کارایی سیستم دارد.

گشتاور راه اندازی الکتروموتور

البته باید به این نکته اشاره کنیم که هنگامی که الکتروموتور شروع به کار کردن میکند گشتاور ابتدایی بالایی تولید میکند سپس وقتی موتور کار کرد و دور گرفت مقداری گشتاور افت میکند و سپس کمی بیشتر شده و در نهایت پس از گذشت چند ثانیه وقتی موتور به 100% سرعت خود رسید و ثابت شد گشتاور به مقدار ثابت خود میرسد. این همان گشتاوری است که روی پلاک موتور یا دیتا شیت ها نوشته میشود.

بیشتر بخوانید : همه چیز درباره الکتروموتور

فرمول محاسبه گشتاور الکتروموتور

T = (kw * 9549) / Rpm

 

برای به دست اوردن گشتاور الکتروموتور به نیوتون متر کافی است که قدرت یا توان نامی موتور را به کیلووات در عدد ثابت 9549  ضرب کرده و نتیجه را بر دور موتور تقسیم کنید.

نکته : با توجه به فرمول بالا واضح است که گشتاور هر موتور با سرعت آن رابطه معکوس دارد . به این معنی که یک موتور با توان ثابت با دور 900 دور گشتاور بیشتری از یک موتور با همان توان با دور 3000 دور تولید میکند. به همین دلیل است که یک موتور 900 دور دارای شفت به ضخامت بیشتری نسبت به یک موتور 3000 دور با همان توان است.

با استفاده از ضرب کردن نیرو در فاصله نیز میتوان گشتاور تولید شده توسط یک اهرم را به دست آورد.

T = F * D

که در اینجا F معرف نیرو (نیوتون) و D معرف فاصله ( متر )است.

قیمت الکتروموتور نسبت به گشتاور

همانطور که میشود به راحتی حدس زد هرچه موتور بزرگتر باشد سیم پیچی و روتور بزرگتر و در نتیجه قدرت بیشتری دارد و گشتاور بیشتری تولید میکند. پس هرچه به تولید گشتاور بیشتری نیاز داریم باید مبلغ بیشتری برای یک موتور بزرگتر پرداخت کنیم.

همچنین با رجوع به فرمول بالا و همانطور که گفته شد میتوانیم موتور با دور در دقیقه (سرعت) کمتری انتخاب کرده و گشتاور بیشتری خروجی بگیریم.

• لیست قیمت الکتروموتور چینی
• لیست قیمت موتور موتوژن

گشتاور راه اندازی الکتروموتور

هنگامی که الکتروموتور شروع به کار کردن میکند گشتاور ابتدایی بالایی تولید میکند سپس وقتی موتور کار کرد و دور گرفت مقداری گشتاور افت میکند و سپس کمی بیشتر شده و در نهایت پس از گذشت چند ثانیه به مقدار ثابت خود میرسد. این همان گشتاوری است که روی پلاک موتور یا دیتا شیت ها نوشته میشود.

تفاوت گشتاور با نیرو

نیرو باعث ایجاد حرکت انتقالی میشود در صورتی که گشتاور باعث نیروی چرخشی میشود. گشتاور با نیرو نسبت مستقیم دارد. هرچه نیرو بیشتر باشد گشتاور تولید شده نیز بیشتر است.

چگونه میتوان گشتاور الکتروموتور را افزایش داد ؟

خب ابتدا باید به این نکته توجه کنیم که هر موتور به صورت استاندارد برای تولید توان و گشتاور خاصی تولید و طراحی میشود . اما به صورت تئوری افزایش ولتاژ میتواند به افزایش گشتاور بیشتر منجر شود. اما باید توجه کرد که ولتاژ بیش از حد به موتور آسیب میزند. همچنین افزایش جریان هم میتواند گشتاور را زیاد کند اما افزایش جریان میتواند منجر به گرم شدن بیش از حد و نهایتا سوختن سیم پیچی شود.

چه نوع الکتروموتوری بیشترین گشتاور را تولید میکند ؟

یک موتور DC معمولا کارامد تر از موتور AC است چون انرژی ورودی را بهینه تر و بهتر استفاده میکند . ولی یک موتور AC میتواند گشتاور بالاتری را با استفاده از جریان های قوی تر ایجاد کند.

محاسبه گشتاور یک الکتروموتور 20 اسب با دور های مختلف

با استفاده از فرمول اشاره شده در این مطلب گشتاور موتور 15 کیلووات یا 20 اسب را با دور های مختلف محاسبه کردیم

• یک الکتروموتور 20 اسب بخار 3000 دور دارای گشتاور 47.75 نیوتن متر NM است
• یک الکتروموتور 20 اسب بخار 1400 دور دارای گشتاور 5نیوتن متر NM است
• یک الکتروموتور 20 اسب بخار 900 دور دارای گشتاور 6 نیوتن متر NM است
• یک الکتروموتور 20 اسب بخار 750 دور دارای گشتاور 191نیوتن متر NM است

همانطور که میبینید هرچه دور موتور کمتر باشد گشتاور تولید شده بیشتر است. با استفاده از این محاسبه ساده میشود در طراحی دستگاه ها و ماشین الات بهینه ترین موتور را بسته به نیاز انتخاب کرد.

درمیان انواع گیربکس صنعتی کدام یک برای انتقال گشتاور زیاد مناسب تر است ؟

در زمانی که نیاز به انتقال گشتاور بالا باشد گیربکس سیکلوئیدی بهترین گزینه است. گیربکس خورشیدی و هلیکال در رده های بعدی قرار میگیرند.