Kuormitettavuus ja momenttikäyrä
Tasavirtamoottorin momentti
Tasavirtamoottorin yhtälöthän ovat varsin yksinkertaiset. Jos kyllästymistä ei tapahdu, voimme esimerkiksi kirjoittaa:
- Kirchhoffin jänniteyhtälö: Va = Ra*Ia + E. Va on ankkurijännite, Ra on ankkurivastus ja Ia ankkurivirta. E on ankkuriin kehittyvä vastajännite.
- E = Kb*ω, missä Kb on vastajännitteen kerroin ja ω roottorin kulmataajuus, Kb = Kc*Fii. Kc on vakio ja Fii on koneen vuo.
- T = Kt*Ia, missä Kt on momenttikerroin. Uskomatonta kyllä, Kt = Kb (= Kc * Fii).
Yllä oleva tasavirtamoottorin käyrästö voisi näyttää selkeämmältä, jos x-akselilla olisi vaikka ω tai Ia.
Synkronimoottorin momentti
Kiinteällä sähköisellä syöttötaajuudella maksimimomentilla on yksinkertainen piikkimäinen muoto, kuten on esitetty alla olevassa kuvassa, jos maksimimomenttia ei ylitetä. Jos maksimi momentti ylitetään, putoaa moottori tahdista ja pitää tahdistaa uudelleen, kun kuormamomenttia on riittävästi pienennetty.
Jos haluat synkronisen moottorin kehittävän saman momentin eri nopeuksilla kun roottorivirta pidetään vakiona, tulee suhde VS/ω pitää vakiona, sillä moottori noudattaa seuraavia yhtälöitä:
ΨS = VS/jω,
T = iR x ΨS.
Tässä ΨS is on staattorin pyörivä käämivuo (flux linkage), VS on staattorin syöttöjännite, ω on sähköinen kulmataajuus (ω = Np*ωm eli napaparimäärä kertaa roottorin kulmataajuus), T on koneen momentti ja iR on koneen roottorivirta (magnetointi-), mikä katsotaan tässä vakioksi. - Niinpä jos halutaan lisää nopeutta ω, pitää myös lisätä jännitettä, jos momentti halutaan pitää vanhassa arvossaan.
Kun muutetaan AC-moottorin taajuutta, pidetään syöttöjännitteen ja taajuuden suhde (V/Hz) yleensä vakiona kunnes saavutetaan maksimi käyttöjännite. Nopeutta tällä rajalla kutsutaan perusnopeudeksi (base frequency or speed), katso kuvaa alla. Tämän rajan yläpuolella vakio jännitteellä (maksimi jännite) toimiminen tarjoaa rajoitetun momentin (reduced V/Hz) ja vakiotehon.
Induktiomoottorin momentti
