Modelando um motor DC

Estou modellign alguns exemplos usando a linguagem de modelagem Modelica. Infelizmente, eu não sou engenheiro elétrico, por isso é difícil entender o comportamento físico do seguinte exemplo (motor DC):

Onde a fem "transforma energia elétrica em energia mecânica rotacional". O modelo "emf" é assim:

A tensão de entrada é plotada no gráfico a seguir (em cima). Eu não entendo as seguintes coisas:

1. Por que o zero atual está em estado estacionário?
2. Minha interpretação: No estado estacionário, a entrada de tensão é igual à queda de tensão na fem. A velocidade angular é proporcional à queda de tensão na fem.
3. O que é o "modelo fem" em um motor CC real?

Muito obrigado pela sua ajuda

1. Os componentes do seu modelo representam o circuito equivalente interno de um motor, como características do resistor interno e do indutor interno. Usando a anologia da mobilidade , você pode substituir a inércia por um capacitor. Então, o circuito se torna uma rede RLC. No estado estacionário, o capacitor será carregado com cargas elétricas e a queda de tensão no capacitor se aproximará da tensão de entrada. A queda de tensão no resistor será muito baixa e, portanto, haverá pouca corrente passando por ele. Pensando mecanicamente, a inércia requer energia para alterar sua velocidade angular em transiente. Mas depois de atingir o estado estacionário, ele quer manter sua velocidade. A única coisa contra isso é o amortecimento. Portanto, desde que o circuito forneça energia suficiente para compansar o amortecimento, a velocidade será constante.
2. $k_v$$k_i$$k=1$$P_{in}=v_{emf}\cdot i$$P_{out}=w\cdot\tau$é igual (no componente EMF). O calor perdido do motor é representado pelo resistor.
3. Na realidade, depende de quantos detalhes você deseja experimentar (simular / analisar). Você pode modelar os enrolamentos, ímãs permanentes, campos magnéticos, corrente, posições relativas de ímãs e enrolamentos e a força resultante etc. (no caso do PMDC). Mas se você não analisará profundamente o motor DC e apenas o usará como um componente em seu sistema, uma aproximação é boa o suficiente. Geralmente, a eficiência variável é modelada, portanto, usando k como não uma constante, mas uma função de w ou algo assim.

A resposta para sua primeira pergunta é porque o motor DC provavelmente não está carregado mecanicamente. Quando a tensão começou a aumentar, o motor retirou uma corrente para girar sua inércia. Quando a tensão atinge o valor nominal, a velocidade é ajustada e a corrente será quase zero, desde que não haja torque mecânico aplicado no eixo do motor CC.

Em relação à EMF que aparece no seu modelo, é um bloco de simulação para modelar a interação entre o lado elétrico do circuito (tensão, corrente) e o lado mecânico (torque, velocidade). Na vida real, você não verá o motor DC converter a energia elétrica em mecânica. Como acabamos de modelar as perdas elétricas da máquina por R, parâmetros da vida real, como Back EMF, podem ser incluídos no modelo EMF.

Uma idéia sobre EMF de volta em motores de corrente contínua: é uma voltagem que aparece na direção oposta ao fluxo de corrente como resultado do movimento das bobinas do motor em relação a um campo magnético. É essa tensão que serve como princípio de operação para um gerador. A EMF traseira está diretamente relacionada à velocidade do motor, portanto, conhecer o valor da EMF traseira permite calcular a velocidade desse motor. 1 1