Állandó mágneses szinkronmotor hátsó EMF-je

Állandó mágneses szinkronmotor hátsó EMF-je

1. Hogyan jön létre a vissza EMF?

A hátsó elektromotoros erő létrehozása könnyen érthető. Az elv az, hogy a vezető elvágja a mágneses erővonalakat. Amíg a kettő között relatív mozgás van, addig a mágneses tér állhat, és a vezető elvágja, vagy a vezető állhat és a mágneses tér mozog.

Az állandó mágneses szinkronmotoroknál a tekercseiket az állórészre (vezetőre), az állandó mágneseket pedig a forgórészre (mágneses tér) rögzítik. Amikor a forgórész forog, a forgórészen lévő állandó mágnesek által generált mágneses mező forog, és az állórészen lévő tekercsek levágják, visszafelé elektromotoros erőt generálva a tekercsekben. Miért hívják ezt vissza elektromotoros erőnek? Ahogy a neve is sugallja, az E hátsó elektromotoros erő iránya ellentétes az U kapocsfeszültség irányával (az 1. ábrán látható módon).

1. ábra

2.Mi a kapcsolat a hátsó EMF és a kapocsfeszültség között?

Az 1. ábrán látható, hogy a hátsó elektromotoros erő és a terhelés alatti kapocsfeszültség közötti összefüggés:

A hátsó elektromotoros erő vizsgálatát általában terhelés nélkül, áram nélkül és 1000 ford./perc fordulatszámmal végzik. Általában az 1000 ford./perc értéket a vissza-EMF együttható = átlagos vissza-EMF érték/sebesség határozza meg. A vissza-EMF együttható a motor fontos paramétere. Itt meg kell jegyezni, hogy a terhelés alatti vissza-EMF folyamatosan változik, mielőtt a fordulatszám stabil lenne. Az (1) képletből tudhatjuk, hogy a terhelés alatti hátsó elektromotoros erő kisebb, mint a kapocsfeszültség. Ha a hátsó elektromotoros erő nagyobb, mint a kapocsfeszültség, akkor generátorrá válik, és feszültséget ad ki a szabadba. Mivel a tényleges munkavégzés során az ellenállás és az áram kicsi, a hátsó elektromotoros erő értéke megközelítőleg megegyezik a kapocsfeszültséggel, és a kapocsfeszültség névleges értéke korlátozza.

3. A hátsó elektromotoros erő fizikai jelentése

Képzeld el, mi történne, ha a hátsó EMF nem létezne? Az (1) egyenletből láthatjuk, hogy a hátsó EMF nélkül az egész motor egy tiszta ellenállásnak felel meg, és olyan eszközzé válik, amely sok hőt termel, ami ellentétes a motor elektromos energiájának mechanikai energiává történő átalakításával. az elektromos energia átalakítási egyenlete,UIt a bemeneti elektromos energia, például az akkumulátor, a motor vagy a transzformátor bemeneti elektromos energiája; I2Rt a hőveszteség energia az egyes körökben, ami egyfajta hőveszteségi energia, minél kisebb, annál jobb; a bemeneti elektromos energia és a hőveszteség elektromos energia közötti különbség, ez a hátsó elektromotoros erőnek megfelelő hasznos energiaMás szóval, a hátsó EMF hasznos energia előállítására szolgál, és fordítottan arányos a hőveszteséggel. Minél nagyobb a hőveszteség, annál kisebb az elérhető hasznos energia. Objektíven nézve a visszafelé ható elektromotoros erő elektromos energiát fogyaszt az áramkörben, de ez nem „veszteség”. Az elektromos energiának a hátsó elektromotoros erőnek megfelelő része az elektromos berendezések számára hasznos energiává alakul át, mint például a motorok mechanikai energiája, az akkumulátorok kémiai energiája stb.

Ebből látható, hogy a hátsó elektromotoros erő nagysága a villamos berendezésnek azt a képességét jelenti, hogy az összes bevitt energiát hasznos energiává tudja alakítani, ami tükrözi a villamos berendezés átalakító képességének szintjét.

4. Mitől függ a visszafelé ható elektromotoros erő nagysága?

A hátsó elektromotoros erő számítási képlete a következő:

E a tekercs elektromotoros ereje, ψ a mágneses fluxus, f a frekvencia, N a fordulatok száma és Φ a mágneses fluxus.
A fenti képlet alapján úgy gondolom, hogy valószínűleg mindenki tud néhány olyan tényezőt mondani, amelyek befolyásolják a hátsó elektromotoros erő nagyságát. Íme egy cikk összefoglalóan:

(1) A hátsó EMF egyenlő a mágneses fluxus változási sebességével. Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb a változás sebessége és annál nagyobb a hátsó EMF.

(2) Maga a mágneses fluxus egyenlő a fordulatok számának szorzatával az egyfordulatú mágneses fluxussal. Ezért minél nagyobb a fordulatok száma, annál nagyobb a mágneses fluxus és annál nagyobb a hátsó EMF.

(3) A fordulatok száma a tekercselési sémához kapcsolódik, mint például a csillag-delta kapcsolat, a résenkénti fordulatok száma, a fázisok száma, a fogak száma, a párhuzamos elágazások száma, valamint a teljes vagy rövid osztású séma.

(4) Az egyfordulatú mágneses fluxus egyenlő a magnetomotoros erővel osztva a mágneses ellenállással. Ezért minél nagyobb a magnetomotoros erő, annál kisebb a mágneses ellenállás a mágneses fluxus irányában, és annál nagyobb a hátsó EMF.

(5) A mágneses ellenállás a légrés és a pólusrés koordinációval függ össze. Minél nagyobb a légrés, annál nagyobb a mágneses ellenállás és annál kisebb a hátsó EMF. A pólusrés koordináció bonyolultabb, és speciális elemzést igényel.

(6) A magnetomotoros erő a mágnes maradék mágnesességéhez és a mágnes hatásos területéhez kapcsolódik. Minél nagyobb a maradék mágnesesség, annál nagyobb a hátsó EMF. A hatásos terület a mágnesezés irányától, méretétől és elhelyezésétől függ, és speciális elemzést igényel.

(7) A maradék mágnesesség a hőmérséklettel függ össze. Minél magasabb a hőmérséklet, annál kisebb a hátsó EMF.

Összefoglalva, a hátsó EMF-et befolyásoló tényezők a következők: forgási sebesség, résenkénti fordulatok száma, fázisok száma, párhuzamos elágazások száma, teljes emelkedés és rövid emelkedés, motor mágneses áramköre, légrés hossza, pólus-rés illeszkedése, mágneses acél maradék mágnesesség , mágneses acél elhelyezése és mérete, mágneses acél mágnesezési iránya és hőmérséklete.

5. Hogyan válasszuk ki a hátsó elektromotoros erő nagyságát a motortervezésben?

A motortervezésben a hátsó EMF E nagyon fontos. Ha a hátsó EMF jól megtervezett (megfelelő méret, alacsony hullámforma-torzítás), akkor a motor jó. A hátsó EMF számos jelentős hatással van a motorra:

1. A hátsó EMF nagysága határozza meg a motor gyenge mágneses pontját, a gyenge mágneses pont pedig a motor hatékonysági térképének eloszlását.
2. A hátsó EMF hullámforma torzítási aránya befolyásolja a motor hullámzási nyomatékát és a nyomatékkimenet egyenletességét, amikor a motor jár.
3. A hátsó EMF nagysága közvetlenül meghatározza a motor nyomaték együtthatóját, a hátsó EMF együttható pedig arányos a nyomatéktényezővel.
Ebből a következő motortervezési ellentmondások adódhatnak:
a. Ha a hátsó EMF nagy, a motor nagy nyomatékot tud fenntartani a vezérlő határáramánál az alacsony fordulatszámú működési területen, de nem képes nagy fordulatszámon nyomatékot kiadni, és még a várt fordulatszámot sem tudja elérni;
b. Ha a hátsó EMF kicsi, a motor még mindig rendelkezik kimeneti kapacitással a nagy sebességű területen, de a nyomaték nem érhető el ugyanazzal a vezérlőárammal alacsony fordulatszámon.

6. A hátsó EMF pozitív hatása az állandó mágneses motorokra.

A hátsó EMF megléte nagyon fontos az állandó mágneses motorok működéséhez. Ez bizonyos előnyöket és speciális funkciókat hozhat a motorok számára:
a. Energiatakarékosság
Az állandó mágneses motorok által generált hátsó EMF csökkentheti a motor áramát, ezáltal csökkentve a teljesítményveszteséget, csökkentve az energiaveszteséget, és elérheti az energiamegtakarítás célját.
b. Növelje a nyomatékot
A hátsó EMF ellentétes a tápfeszültséggel. Ha a motor fordulatszáma nő, a hátsó EMF is növekszik. A fordított feszültség csökkenti a motor tekercsének induktivitását, ami az áramerősség növekedését eredményezi. Ez lehetővé teszi a motor számára, hogy további nyomatékot generáljon, és javítsa a motor teljesítményét.
c. Fordított lassítás
Az állandó mágneses motor teljesítményének elvesztése után a hátsó EMF megléte miatt továbbra is képes mágneses fluxust generálni, és a rotort tovább forogni, ami a visszafelé irányuló EMF fordulatszám hatását eredményezi, ami nagyon hasznos bizonyos alkalmazásokban, pl. mint szerszámgépek és egyéb berendezések.

Röviden, a hátsó EMF az állandó mágneses motorok nélkülözhetetlen eleme. Számos előnnyel jár az állandó mágneses motorok számára, és nagyon fontos szerepet játszik a motorok tervezésében és gyártásában. A hátsó EMF mérete és hullámformája olyan tényezőktől függ, mint az állandó mágneses motor tervezése, gyártási folyamata és használati körülményei. A hátsó EMF mérete és hullámformája jelentős hatással van a motor teljesítményére és stabilitására.

Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)az állandó mágneses szinkronmotorok professzionális gyártója. Műszaki központunk több mint 40 K+F személyzettel rendelkezik, három részlegre osztva: tervezés, folyamat és tesztelés, az állandó mágneses szinkronmotorok kutatására és fejlesztésére, tervezésére és folyamatinnovációjára szakosodott. Professzionális tervezőszoftverek és saját fejlesztésű állandó mágneses motorok speciális tervezési programjai segítségével a motor tervezési és gyártási folyamata során a hátsó elektromotoros erő méretét és hullámformáját gondosan figyelembe veszik a felhasználó tényleges igényeinek és speciális munkakörülményeinek megfelelően, hogy biztosítsák javítja a motor teljesítményét és stabilitását, és javítja a motor energiahatékonyságát.

Copyright: Ez a cikk a „电机技术及应用” WeChat nyilvános számának újranyomtatása, az eredeti hivatkozás https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Ez a cikk nem képviseli cégünk nézeteit. Ha eltérő véleményed vagy nézeteid vannak, javíts ki!