Pysyvän magneettimoottorin takaisin-EMF
1. Miten takaisinsähkömagneettinen kenttä syntyy?
Sähkömotorisen voiman syntyminen on helppo ymmärtää. Periaatteena on, että johdin katkaisee magneettiset voimaviivat. Niin kauan kuin niiden välillä on suhteellista liikettä, magneettikenttä voi olla paikallaan ja johdin katkaisee sen, tai johdin voi olla paikallaan ja magneettikenttä liikkua.
Pysyvien magneettien tahtimoottoreissa niiden kelat on kiinnitetty staattoriin (johtimeen) ja kestomagneetit roottoriin (magneettikenttään). Kun roottori pyörii, roottorin kestomagneettien synnyttämä magneettikenttä pyörii ja staattorin kelat leikkaavat sen, jolloin keloihin syntyy takaisinsähkömotorinen voima. Miksi sitä kutsutaan takaisinsähkömotoriseksi voimaksi? Kuten nimestä voi päätellä, takaisinsähkömotorisen voiman E suunta on vastakkainen napajännitteen U suuntaan (kuten kuvassa 1 on esitetty).
Kuva 1
2. Mikä on vastasähkömagneettisen voiman ja napajännitteen välinen suhde?
Kuvasta 1 voidaan nähdä, että vastasähkömotorisen voiman ja kuormitetun napajännitteen välinen suhde on:
Sähkömotorisen vastavoiman testi suoritetaan yleensä kuormittamattomassa tilassa, ilman virtaa ja 1000 rpm:n nopeudella. Yleensä 1000 rpm:n arvo määritellään seuraavasti: sähkömotorisen vastavoiman kerroin = keskimääräinen sähkömotorisen vastavoiman arvo/nopeus. Sähkömotorisen vastavoiman kerroin on moottorin tärkeä parametri. Tässä on huomattava, että kuormitettu sähkömotorinen vastavoima muuttuu jatkuvasti ennen kuin nopeus on vakaa. Kaavasta (1) voimme tietää, että kuormitettu sähkömotorinen vastavoima on pienempi kuin napajännite. Jos sähkömotorinen vastavoima on suurempi kuin napajännite, siitä tulee generaattori ja se syöttää jännitettä ulos. Koska resistanssi ja virta todellisessa työssä ovat pieniä, sähkömotorisen vastavoiman arvo on suunnilleen yhtä suuri kuin napajännite ja sitä rajoittaa napajännitteen nimellisarvo.
3. Takasähkömotorisen voiman fysikaalinen merkitys
Kuvittele, mitä tapahtuisi, jos vastasähkömagneettista voimaa ei olisi olemassa? Yhtälöstä (1) voimme nähdä, että ilman vastasähkömagneettista voimaa koko moottori vastaa pelkkää vastusta, josta tulee laite, joka tuottaa paljon lämpöä. Tämä on vastoin moottorin sähköenergian muuntamista mekaaniseksi energiaksi. Sähköenergian muuntoyhtälössä
UIt on syötetty sähköenergia, kuten akkuun, moottoriin tai muuntajaan syötetty sähköenergia; I2Rt on kunkin piirin lämpöhäviöenergia, joka on eräänlainen lämpöhäviöenergia, mitä pienempi, sen parempi; syötetyn sähköenergian ja lämpöhäviösähköenergian välinen erotus, Se on hyötyenergia, joka vastaa takaisinsähkömotorista voimaa.
Toisin sanoen, takaisinsähkömotorista voimaa käytetään hyödyllisen energian tuottamiseen ja se on kääntäen verrannollinen lämpöhäviöön. Mitä suurempi lämpöhäviöenergia on, sitä pienempi on saavutettavissa oleva hyötyenergia. Objektiivisesti ottaen takaisinsähkömotorinen voima kuluttaa sähköenergiaa piirissä, mutta se ei ole "häviö". Takaisinsähkömotorista voimaa vastaava osa sähköenergiasta muunnetaan hyödylliseksi energiaksi sähkölaitteille, kuten moottoreiden mekaaniseksi energiaksi, akkujen kemialliseksi energiaksi jne.
Tästä voidaan nähdä, että vastasähkömotorisen voiman suuruus tarkoittaa sähkölaitteen kykyä muuntaa kokonaissyöttöenergia hyödylliseksi energiaksi, mikä heijastaa sähkölaitteen muuntokyvyn tasoa.
4. Mistä takaisinsähkömotorisen voiman suuruus riippuu?
Takasähkömotorisen 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 osaa luultavasti mainita muutamia tekijöitä, jotka vaikuttavat takaisinsähkömotorisen voiman suuruuteen. Tässä on artikkeli yhteenvetona:
(1) Vastasähkömagneettinen kenttä on yhtä suuri kuin magneettivuon muutosnopeus. Mitä suurempi nopeus, sitä suurempi muutosnopeus ja sitä suurempi vastasähkömagneettinen kenttä.
(2) Magneettivuo itsessään on yhtä suuri kuin kierrosten lukumäärä kerrottuna yksittäisen kierroksen magneettivuolla. Siksi mitä suurempi kierrosten lukumäärä on, sitä suurempi on magneettivuo ja sitä suurempi on vastasähkövoima.
(3) Kierrosten lukumäärä liittyy käämitysjärjestelmään, kuten tähti-kolmiokytkentään, kierrosten lukumäärään uraa kohden, vaiheiden lukumäärään, hampaiden lukumäärään, rinnakkaisten haarojen lukumäärään ja täysjakoiseen tai lyhytjakoiseen kytkentään.
(4) Yhden kierroksen magneettivuo on yhtä suuri kuin magnetomotorinen voima jaettuna magneettisella vastuksella. Siksi mitä suurempi magnetomotorinen voima on, sitä pienempi on magneettinen vastus magneettivuon suunnassa ja sitä suurempi on takaisinsähkömagneettinen kenttä.
(5) Magneettinen resistanssi liittyy ilmaväliin ja napojen ja urien koordinaatioon. Mitä suurempi ilmaväli on, sitä suurempi on magneettinen resistanssi ja sitä pienempi on vastasähkömagneettinen kenttä. Napojen ja urien koordinaatio on monimutkaisempi ja vaatii erityistä analyysiä.
(6) Magneettimotorinen voima liittyy magneetin jäännösmagnetismiin ja magneetin teholliseen pinta-alaan. Mitä suurempi jäännösmagnetismi on, sitä suurempi on vastasähkömagneettinen voima. Tehollinen pinta-ala liittyy magneetin magnetisoitumissuuntaan, kokoon ja sijaintiin, ja se vaatii erityistä analyysia.
(7) Jäännösmagnetismi liittyy lämpötilaan. Mitä korkeampi lämpötila, sitä pienempi on vastasähkömagneettinen kenttä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että vastasähkömagneettiseen voimaan vaikuttavia tekijöitä ovat pyörimisnopeus, kierrosten lukumäärä uraa kohden, vaiheiden lukumäärä, rinnakkaisten haarojen lukumäärä, täysi ja lyhyt nousu, moottorin magneettipiiri, ilmaraon pituus, napojen ja uran yhteensovitus, magneettiteräksen jäännösmagnetismi, magneettiteräksen sijoittelu ja koko, magneettiteräksen magnetoitumissuunta ja lämpötila.
5. Miten moottorin suunnittelussa valitaan takaisinsähkömotorisen voiman suuruus?
Moottorisuunnittelussa vastasähkömagneettisella voimalla (E) on suuri merkitys. Jos vastasähkömagneettinen kenttä on hyvin suunniteltu (sopivan kokoinen, pieni aallonmuodon vääristymä), moottori on hyvä. Vastasähkömagneettisella voimalla on useita merkittäviä vaikutuksia moottoriin:
1. Takasähkömagneettisen voiman suuruus määrää moottorin heikon magneettisen pisteen, ja heikko magneettinen piste määrää moottorin hyötysuhdekartan jakauman.
2. Vastasähkömagneettisen voiman aaltomuodon vääristymänopeus vaikuttaa moottorin vääntömomentin aaltoiluun ja vääntömomentin ulostulon tasaisuuteen moottorin käydessä.
3. Takaisin-EMF:n suuruus määrää suoraan moottorin vääntömomenttikertoimen, ja takaisin-EMF-kerroin on verrannollinen vääntömomenttikertoimeen.
Tästä voidaan johtaa seuraavat moottorin suunnittelun ristiriidat:
a. Kun vastasähkömagneettinen kenttävoima on suuri, moottori pystyy ylläpitämään suuren vääntömomentin säätimen rajavirralla alhaisella nopeusalueella, mutta se ei pysty tuottamaan vääntömomenttia suurella nopeudella eikä edes saavuttamaan odotettua nopeutta;
b. Kun vastasähkömagneettinen kenttävoima on pieni, moottorilla on edelleen lähtökapasiteettia suurnopeusalueella, mutta vääntömomenttia ei voida saavuttaa samalla ohjainvirralla pienellä nopeudella.
6. Vastasähkömagneettisen voiman positiivinen vaikutus kestomagneettimoottoreihin.
Vastasähkömagneettikentän olemassaolo on erittäin tärkeää kestomagneettimoottorien toiminnalle. Se voi tuoda moottoreille joitakin etuja ja erityistoimintoja:
a. Energiansäästö
Pysyvän magneettimoottorin tuottama takaisinsähkömagneettinen voima voi vähentää moottorin virtaa, mikä vähentää tehohäviötä, vähentää energiahäviötä ja saavuttaa energiansäästön tavoitteen.
b. Lisää vääntömomenttia
Vastasähkövoima on vastakkainen kuin syöttöjännite. Kun moottorin nopeus kasvaa, vastasähkövoima kasvaa myös. Vastajännite pienentää moottorin käämityksen induktanssia, mikä johtaa virran kasvuun. Tämä mahdollistaa moottorin tuottavan lisää vääntömomenttia ja parantaa moottorin teho-ominaisuuksia.
c. Peruutusjarrutus
Kun kestomagneettimoottori menettää tehonsa, se voi takaisin-EMF:n olemassaolon vuoksi jatkaa magneettivuon tuottamista ja saada roottorin jatkamaan pyörimistä, mikä muodostaa takaisin-EMF:n vaikutuksen käänteisnopeudelle, mikä on erittäin hyödyllistä joissakin sovelluksissa, kuten työstökoneissa ja muissa laitteissa.
Lyhyesti sanottuna takaisinsähkömagneettinen kenttä on kestomagneettimoottorien välttämätön osa. Se tuo monia etuja kestomagneettimoottoreille ja sillä on erittäin tärkeä rooli moottorien suunnittelussa ja valmistuksessa. Takaisinsähkömagneettisen kentän koko ja aaltomuoto riippuvat tekijöistä, kuten kestomagneettimoottorin suunnittelusta, valmistusprosessista ja käyttöolosuhteista. Takaisinsähkömagneettisen kentän koolla ja aaltomuodolla on tärkeä vaikutus moottorin suorituskykyyn ja vakauteen.
Anhui Mingteng Pysyvä Magneetti Sähkömekaaniset Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)on ammattimainen kestomagneettitahtimoottoreiden valmistaja. Teknisessä keskuksessamme on yli 40 tutkimus- ja kehityshenkilöä, jotka on jaettu kolmeen osastoon: suunnittelu, prosessit ja testaus. Olemme erikoistuneet kestomagneettitahtimoottoreiden tutkimukseen ja kehitykseen, suunnitteluun ja prosessi-innovaatioihin. Ammattimaisten suunnitteluohjelmistojen ja itse kehitettyjen kestomagneettimoottorien erikoissuunnitteluohjelmien avulla moottorin suunnittelu- ja valmistusprosessin aikana vastasähkömotorisen voiman kokoa ja aaltomuotoa harkitaan huolellisesti käyttäjän todellisten tarpeiden ja erityisten työolosuhteiden mukaisesti moottorin suorituskyvyn ja vakauden varmistamiseksi sekä moottorin energiatehokkuuden parantamiseksi.
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 eriäviä mielipiteitä tai näkemyksiä, korjathan ne!
Julkaisun aika: 20. elokuuta 2024