Takana kestomagneettisynkronisen moottorin EMF
1. Miten takaisin EMF syntyy?
Takaosan sähkömotorisen voiman muodostuminen on helppo ymmärtää. Periaate on, että johdin leikkaa magneettiset voimalinjat. Niin kauan kuin näiden kahden välillä on suhteellista liikettä, magneettikenttä voi olla paikallaan ja johdin leikkaa sen tai johdin voi olla paikallaan ja magneettikenttä liikkuu.
Kestomagneettisynkronimoottoreissa niiden kelat on kiinnitetty staattoriin (johtimeen) ja kestomagneetit roottoriin (magneettikenttä). Kun roottori pyörii, roottorin kestomagneettien synnyttämä magneettikenttä pyörii, ja staattorin kelat leikkaavat sen, mikä synnyttää keloihin takaisinsähkömotorisen voiman. Miksi sitä kutsutaan takaisin sähkömotoriseksi voimaksi? Kuten nimestä voi päätellä, takasähkömotorisen voiman E suunta on päinvastainen kuin päätejännitteen U suunta (kuten kuvassa 1).
Kuva 1
2. Mikä on taka-EMF:n ja päätejännitteen välinen suhde?
Kuvasta 1 voidaan nähdä, että takasähkömotorisen voiman ja kuormituksen alaisen päätejännitteen välinen suhde on:
Takaisin sähkömotorinen voimatesti suoritetaan yleensä kuormittamattomana, ilman virtaa ja nopeudella 1000 rpm. Yleensä arvo 1000 rpm määritellään takaisin-EMF-kertoimena = keskimääräinen takaisin-EMF-arvo/nopeus. Back-EMF-kerroin on tärkeä moottorin parametri. Tässä on huomioitava, että kuormitettu taka-EMF muuttuu jatkuvasti ennen kuin nopeus on vakaa. Kaavasta (1) voimme tietää, että takasähkömotorinen voima kuormitettuna on pienempi kuin liittimen jännite. Jos takasähkömotorinen voima on suurempi kuin liittimen jännite, siitä tulee generaattori ja se lähettää jännitteen ulos. Koska resistanssi ja virta varsinaisessa työssä ovat pieniä, takasähkömotorisen voiman arvo on suunnilleen sama kuin napajännite ja sitä rajoittaa napajännitteen nimellisarvo.
3. Selän sähkömotorisen voiman fyysinen merkitys
Kuvittele mitä tapahtuisi, jos taka-EMF:ää ei olisi olemassa? Yhtälöstä (1) voimme nähdä, että ilman taka-EMF:ää koko moottori vastaa puhdasta vastusta, ja siitä tulee laite, joka tuottaa paljon lämpöä, mikä on vastoin moottorin sähköenergian muuntamista mekaaniseksi energiaksi. sähköenergian muunnosyhtälö
,UIt on syöttösähköenergia, kuten akkuun, moottoriin tai muuntajaan syötetty sähköenergia; I2Rt on lämpöhäviöenergia kussakin piirissä, joka on eräänlainen lämpöhäviöenergia, mitä pienempi sen parempi; tulon sähköenergian ja lämpöhäviön sähköenergian välinen ero, se on hyödyllinen energia, joka vastaa takasähkömotorista voimaa
.Toisin sanoen taka-EMF:ää käytetään hyödyllisen energian tuottamiseen ja se on käänteisessä suhteessa lämpöhäviöön. Mitä suurempi lämpöhäviöenergia, sitä pienempi on saavutettavissa oleva hyötyenergia. Objektiivisesti katsottuna takasähkömotorinen voima kuluttaa piirissä sähköenergiaa, mutta se ei ole "häviö". Takaisin sähkömoottorivoimaa vastaava osa sähköenergiasta muunnetaan sähkölaitteiden hyödylliseksi energiaksi, kuten moottoreiden mekaaniseksi energiaksi, akkujen kemialliseksi energiaksi jne.
Tästä voidaan nähdä, että takasähkömotorisen voiman suuruudella tarkoitetaan sähkölaitteen kykyä muuntaa syötetty kokonaisenergia hyödylliseksi energiaksi, mikä kuvastaa sähkölaitteen muuntokyvyn tasoa.
4. Mistä takasähkömotorisen voiman suuruus riippuu?
Takaosan sähkömotorisen voiman laskentakaava on:
E on kelan sähkömotorinen voima, ψ on magneettivuo, f on taajuus, N on kierrosten lukumäärä ja Φ on magneettivuo.
Yllä olevan kaavan perusteella uskon, että jokainen voi luultavasti sanoa muutaman tekijän, jotka vaikuttavat takaosan sähkömotorisen voiman suuruuteen. Tässä on artikkeli tiivistettäväksi:
(1) Takaisin EMF on yhtä suuri kuin magneettivuon muutosnopeus. Mitä suurempi nopeus, sitä suurempi muutosnopeus ja sitä suurempi taka-EMF.
(2) Magneettivuo itsessään on yhtä suuri kuin kierrosten lukumäärä kerrottuna yhden kierroksen magneettivuolla. Siksi mitä suurempi kierrosten määrä, sitä suurempi magneettivuo ja sitä suurempi taka-EMF.
(3) Kierrosten määrä liittyy käämityskaavioon, kuten tähti-kolmio-kytkentä, kierrosten lukumäärä uraa kohti, vaiheiden lukumäärä, hampaiden lukumäärä, rinnakkaisten haarojen lukumäärä ja täysi- tai lyhytkulmainen kaavio.
(4) Yksikierrosmagneettivuo on yhtä suuri kuin magnetomotorinen voima jaettuna magneettivastuksella. Siksi mitä suurempi magnetomotorinen voima on, sitä pienempi on magneettivastus magneettivuon suunnassa ja sitä suurempi on taka-EMF.
(5) Magneettinen vastus liittyy ilmaväliin ja napa-ura-koordinaatioon. Mitä suurempi ilmarako, sitä suurempi on magneettivastus ja sitä pienempi takana oleva EMF. Napojen välinen koordinointi on monimutkaisempaa ja vaatii erityistä analyysiä.
(6) Magnetomotorinen voima liittyy magneetin jäännösmagnetismiin ja magneetin teholliseen pinta-alaan. Mitä suurempi jäännösmagnetismi, sitä suurempi on taka-EMF. Tehollinen alue liittyy magneetin magnetointisuuntaan, kokoon ja sijoitukseen ja vaatii erityistä analyysiä.
(7) Jäännösmagnetismi liittyy lämpötilaan. Mitä korkeampi lämpötila, sitä pienempi takana oleva EMF.
Yhteenvetona voidaan todeta, että taka-EMF:iin vaikuttavia tekijöitä ovat pyörimisnopeus, kierrosten määrä uraa kohti, vaiheiden lukumäärä, rinnakkaisten haarojen lukumäärä, täysi nousu ja lyhyt nousu, moottorin magneettipiiri, ilmaraon pituus, napa-ura-sovitus, magneettisen teräksen jäännösmagnetismi , magneettisen teräksen sijoitus ja koko, magneettisen teräksen magnetointisuunta ja lämpötila.
5. Kuinka valita takasähkömotorisen voiman koko moottorin suunnittelussa?
Moottorisuunnittelussa taka-EMF E on erittäin tärkeä. Jos taka-EMF on hyvin suunniteltu (sopiva koko, pieni aaltomuodon vääristymä), moottori on hyvä. Takaosan EMF:llä on useita merkittäviä vaikutuksia moottoriin:
1. Takaosan EMF:n suuruus määrittää moottorin heikon magneettisen pisteen ja heikko magneettinen piste moottorin tehokkuuskartan jakautumisen.
2. Takaosan EMF-aaltomuodon vääristymisnopeus vaikuttaa moottorin aaltoilumomenttiin ja vääntömomentin ulostulon tasaisuuteen moottorin käydessä.
3. Takaosan EMF:n suuruus määrittää suoraan moottorin vääntömomenttikertoimen, ja taka-EMF-kerroin on verrannollinen vääntömomenttikertoimeen.
Tästä voidaan saada seuraavat moottorisuunnittelun ristiriidat:
a. Kun taka-EMF on suuri, moottori voi ylläpitää korkeaa vääntömomenttia ohjaimen rajavirralla hidaskäyntisellä toiminta-alueella, mutta se ei voi tuottaa vääntömomenttia suurella nopeudella eikä edes saavuttaa odotettua nopeutta;
b. Kun taka-EMF on pieni, moottorilla on edelleen lähtökapasiteettia korkean nopeuden alueella, mutta vääntömomenttia ei voida saavuttaa samalla ohjainvirralla alhaisella nopeudella.
6. Taka-EMF:n positiivinen vaikutus kestomagneettimoottoreihin.
Taka-EMF:n olemassaolo on erittäin tärkeä kestomagneettimoottorien toiminnan kannalta. Se voi tuoda joitain etuja ja erikoistoimintoja moottoreille:
a. Energiansäästö
Kestomagneettimoottoreiden tuottama taka-EMF voi vähentää moottorin virtaa, mikä vähentää tehohäviöitä, vähentää energiahäviöitä ja saavuttaa energiansäästötavoitteen.
b. Lisää vääntömomenttia
Takaosan EMF on päinvastainen kuin virtalähteen jännite. Kun moottorin nopeus kasvaa, myös taka-EMF kasvaa. Käänteinen jännite vähentää moottorin käämityksen induktanssia, mikä johtaa virran kasvuun. Tämä antaa moottorille mahdollisuuden tuottaa lisävääntömomenttia ja parantaa moottorin tehoa.
c. Käänteinen hidastus
Kun kestomagneettimoottori menettää tehonsa taka-EMF:n olemassaolon vuoksi, se voi jatkaa magneettivuon tuottamista ja saada roottorin jatkamaan pyörimistä, mikä muodostaa EMF:n vastasuuntaisen nopeuden vaikutuksen, mikä on erittäin hyödyllistä joissakin sovelluksissa, kuten työstökoneina ja muina laitteina.
Lyhyesti sanottuna taka-EMF on kestomagneettimoottoreiden välttämätön osa. Se tuo monia etuja kestomagneettimoottoreille ja sillä on erittäin tärkeä rooli moottoreiden suunnittelussa ja valmistuksessa. Taka-EMF:n koko ja aaltomuoto riippuvat tekijöistä, kuten kestomagneettimoottorin suunnittelusta, valmistusprosessista ja käyttöolosuhteista. Taka-EMF:n koolla ja aaltomuodolla on tärkeä vaikutus moottorin suorituskykyyn ja vakauteen.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)on ammattimainen kestomagneettisynkronimoottoreiden valmistaja. Teknisessä keskuksessamme on yli 40 T&K-henkilöstöä, jotka on jaettu kolmeen osastoon: suunnittelu, prosessi ja testaus, erikoistuneet kestomagneettisynkronimoottoreiden tutkimukseen ja kehitykseen, suunnitteluun ja prosessiinnovaatioihin. Käyttämällä ammattimaisia suunnitteluohjelmistoja ja itse kehitettyjä kestomagneettimoottorien erityisiä suunnitteluohjelmia, moottorin suunnittelu- ja valmistusprosessin aikana takaosan sähkömotorisen voiman koko ja aaltomuoto harkitaan huolellisesti käyttäjän todellisten tarpeiden ja erityisten työolosuhteiden mukaan sen varmistamiseksi, että parantaa moottorin suorituskykyä ja vakautta sekä parantaa moottorin energiatehokkuutta.
Tekijänoikeus: Tämä artikkeli on uusintapainos WeChatin julkisesta numerosta "电机技术及应用", alkuperäinen linkki https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw
Tämä artikkeli ei edusta yrityksemme näkemyksiä. Jos sinulla on erilaisia mielipiteitä tai näkemyksiä, oikaise meitä!
Postitusaika: 20.8.2024