Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorun Arka EMF'si

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorun Arka EMF'si

1. Geri EMF nasıl oluşturulur?

Geri elektromotor kuvvetin oluşumunu anlamak kolaydır. Prensip, iletkenin manyetik kuvvet çizgilerini kesmesidir. İkisi arasında bağıl hareket olduğu sürece manyetik alan sabit olabilir ve iletken onu kesebilir veya iletken sabit olabilir ve manyetik alan hareket edebilir.

Sabit mıknatıslı senkron motorların bobinleri stator (iletken) üzerine, kalıcı mıknatıslar ise rotor (manyetik alan) üzerine sabitlenmiştir. Rotor döndüğünde, rotor üzerindeki kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulan manyetik alan dönecek ve statordaki bobinler tarafından kesilerek bobinlerde geri elektromotor kuvvet oluşturulacaktır. Buna neden geri elektromotor kuvvet denmektedir? Adından da anlaşılacağı gibi, arka elektromotor kuvvetinin (E) yönü, terminal voltajının (U) yönünün tersidir (Şekil 1'de gösterildiği gibi).

Şekil 1

2. Geri EMF ile terminal voltajı arasındaki ilişki nedir?

Şekil 1'den arka elektromotor kuvveti ile yük altındaki terminal voltajı arasındaki ilişkinin şu şekilde olduğu görülebilir:

Geri elektromotor kuvvet testi genellikle yüksüz durumda, akımsız ve 1000 rpm hızında gerçekleştirilir. Genel olarak 1000 rpm değeri, geri EMF katsayısı = ortalama geri EMF değeri/hız olarak tanımlanır. Geri-EMF katsayısı motorun önemli bir parametresidir. Burada, yük altında geri EMF'nin hız sabitlenmeden önce sürekli olarak değiştiğine dikkat edilmelidir. Formül (1)'den, yük altındaki arka elektromotor kuvvetinin terminal voltajından daha küçük olduğunu bilebiliriz. Eğer arka elektromotor kuvveti terminal geriliminden büyükse jeneratör haline gelir ve gerilimi dışarıya verir. Gerçek işteki direnç ve akım küçük olduğundan, arka elektromotor kuvvetinin değeri yaklaşık olarak terminal voltajına eşittir ve terminal voltajının nominal değeri ile sınırlıdır.

3. Arka elektromotor kuvvetinin fiziksel anlamı

Arka EMF olmasaydı ne olacağını hayal edin? Denklem (1)'den, arka EMF olmadan motorun tamamının saf bir dirence eşdeğer olduğunu, çok fazla ısı üreten bir cihaz haline geldiğini görebiliriz, bu da motorun elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmesine aykırıdır. elektrik enerjisi dönüşüm denklemi,UBir bataryaya, motora veya transformatöre verilen elektrik enerjisi girişi gibi giriş elektrik enerjisidir; I2Rt her devredeki ısı kaybı enerjisidir, bu da bir çeşit ısı kaybı enerjisidir, ne kadar küçükse o kadar iyidir; Giriş elektrik enerjisi ile ısı kaybı elektrik enerjisi arasındaki fark, arka elektromotor kuvvetine karşılık gelen faydalı enerjidir.Başka bir deyişle, geri EMF yararlı enerji üretmek için kullanılır ve ısı kaybıyla ters ilişkilidir. Isı kaybı enerjisi ne kadar büyük olursa, elde edilebilecek faydalı enerji de o kadar küçük olur. Objektif olarak konuşursak, geri elektromotor kuvveti devredeki elektrik enerjisini tüketir, ancak bu bir "kayıp" değildir. Elektrik enerjisinin arka elektromotor kuvvetine karşılık gelen kısmı, motorların mekanik enerjisi, pillerin kimyasal enerjisi vb. gibi elektrikli ekipmanlar için faydalı enerjiye dönüştürülecektir.

Buradan, arka elektromotor kuvvetinin büyüklüğünün, elektrikli ekipmanın toplam giriş enerjisini faydalı enerjiye dönüştürme yeteneği anlamına geldiği ve bu, elektrikli ekipmanın dönüştürme yeteneğinin seviyesini yansıttığı görülebilir.

4. Geri elektromotor kuvvetinin büyüklüğü neye bağlıdır?

Geri elektromotor kuvvetin hesaplama formülü şöyledir:

E bobinin elektromotor kuvvetidir, ψ manyetik akıdır, f frekanstır, N sarım sayısıdır ve Φ manyetik akıdır.
Yukarıdaki formüle dayanarak, herkesin muhtemelen arka elektromotor kuvvetinin büyüklüğünü etkileyen birkaç faktör söyleyebileceğine inanıyorum. Özetlemek gerekirse şöyle bir makale var:

(1) Geri EMF, manyetik akının değişim hızına eşittir. Hız ne kadar yüksek olursa, değişim oranı da o kadar büyük olur ve geri EMF de o kadar büyük olur.

(2) Manyetik akının kendisi, dönüş sayısı ile tek dönüşlü manyetik akı çarpımına eşittir. Bu nedenle, dönüş sayısı ne kadar yüksek olursa, manyetik akı da o kadar büyük olur ve arka EMF de o kadar büyük olur.

(3) Sarım sayısı, yıldız-üçgen bağlantısı, yuva başına sarım sayısı, faz sayısı, diş sayısı, paralel dalların sayısı ve tam adımlı veya kısa adımlı şema gibi sarım şemasıyla ilgilidir.

(4) Tek dönüşlü manyetik akı, manyetomotor kuvvetin manyetik dirence bölünmesine eşittir. Bu nedenle manyetomotor kuvvet ne kadar büyük olursa, manyetik akı yönündeki manyetik direnç o kadar küçük ve arka EMF o kadar büyük olur.

(5) Manyetik direnç, hava boşluğu ve kutup-yuva koordinasyonu ile ilgilidir. Hava boşluğu ne kadar büyük olursa, manyetik direnç o kadar büyük ve arka EMF o kadar küçük olur. Kutup-yuva koordinasyonu daha karmaşıktır ve özel analiz gerektirir.

(6) Manyetomotor kuvvet, mıknatısın artık manyetizması ve mıknatısın etkili alanı ile ilgilidir. Artık manyetizma ne kadar büyük olursa, arka EMF de o kadar yüksek olur. Etkin alan mıknatıslanma yönü, boyutu ve mıknatısın yerleşimi ile ilgilidir ve özel analiz gerektirir.

(7) Artık manyetizma sıcaklıkla ilgilidir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, arka EMF o kadar küçük olur.

Özetle, arka EMF'yi etkileyen faktörler arasında dönüş hızı, yuva başına dönüş sayısı, faz sayısı, paralel dalların sayısı, tam adım ve kısa adım, motor manyetik devresi, hava aralığı uzunluğu, kutup-yuva eşleşmesi, manyetik çelik artık manyetizma yer alır. , manyetik çeliğin yerleşimi ve boyutu, manyetik çeliğin mıknatıslanma yönü ve sıcaklığı.

5. Motor tasarımında arka elektromotor kuvvetin boyutu nasıl seçilir?

Motor tasarımında geri EMF E çok önemlidir. Arka EMF iyi tasarlanmışsa (uygun boyut, düşük dalga biçimi bozulması), motor iyidir. Arka EMF'nin motor üzerinde birkaç önemli etkisi vardır:

1. Geri EMF'nin büyüklüğü motorun zayıf manyetik noktasını belirler, zayıf manyetik nokta ise motor verimlilik haritasının dağılımını belirler.
2. Arka EMF dalga formunun bozulma oranı, motor dalgalanma torkunu ve motor çalışırken tork çıkışının düzgünlüğünü etkiler.
3. Arka EMF'nin büyüklüğü doğrudan motorun tork katsayısını belirler ve arka EMF katsayısı tork katsayısıyla orantılıdır.
Bundan motor tasarımında aşağıdaki çelişkiler elde edilebilir:
A. Arka EMF büyük olduğunda motor, düşük hızlı çalışma alanında kontrolör limit akımında yüksek torku koruyabilir, ancak yüksek hızda tork çıkışı sağlayamaz ve hatta beklenen hıza ulaşamaz;
B. Geri EMF küçük olduğunda, motor yüksek hız alanında hala çıkış kapasitesine sahiptir ancak düşük hızda aynı kontrolör akımında tork elde edilemez.

6. Geri EMF'nin sabit mıknatıslı motorlar üzerindeki olumlu etkisi.

Sabit mıknatıslı motorların çalışması için ters EMF'nin varlığı çok önemlidir. Motorlara bazı avantajlar ve özel işlevler getirebilir:
A. Enerji tasarrufu
Sabit mıknatıslı motorlar tarafından üretilen geri EMF, motorun akımını azaltabilir, böylece güç kaybını azaltabilir, enerji kaybını azaltabilir ve enerji tasarrufu amacına ulaşabilir.
B. Torku artırın
Arka EMF, güç kaynağı voltajının tersidir. Motor hızı arttığında arka EMF de artar. Ters voltaj, motor sargısının endüktansını azaltacak ve bu da akımın artmasına neden olacaktır. Bu, motorun ek tork üretmesine ve motorun güç performansını artırmasına olanak tanır.
C. Ters yavaşlama
Kalıcı mıknatıslı motor gücünü kaybettikten sonra, geri EMF'nin varlığı nedeniyle, manyetik akı üretmeye devam edebilir ve rotorun dönmeye devam etmesini sağlayabilir, bu da bazı uygulamalarda çok yararlı olan geri EMF ters hızının etkisini oluşturur. takım tezgahları ve diğer ekipmanlar olarak.

Kısacası arka EMF, sabit mıknatıslı motorların vazgeçilmez bir unsurudur. Sabit mıknatıslı motorlara birçok fayda sağlar ve motorların tasarımında ve üretiminde çok önemli bir rol oynar. Geri EMF'nin boyutu ve dalga biçimi, sabit mıknatıslı motorun tasarımı, üretim süreci ve kullanım koşulları gibi faktörlere bağlıdır. Geri EMF'nin boyutu ve dalga biçimi, motorun performansı ve kararlılığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Anhui Mingteng Kalıcı Mıknatıslı Elektromekanik Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)kalıcı mıknatıslı senkron motorların profesyonel bir üreticisidir. Teknik merkezimizde üç bölüme ayrılmış 40'tan fazla Ar-Ge personeli bulunmaktadır: tasarım, süreç ve test, sabit mıknatıslı senkron motorların araştırma ve geliştirmesi, tasarımı ve süreç yeniliği konusunda uzmanlaşmıştır. Profesyonel tasarım yazılımı ve kendi geliştirdiğimiz kalıcı mıknatıslı motor özel tasarım programları kullanılarak, motor tasarımı ve üretim süreci sırasında, arka elektromotor kuvvetinin boyutu ve dalga biçimi, kullanıcının gerçek ihtiyaçlarına ve özel çalışma koşullarına göre dikkatle değerlendirilecektir. Motorun performansını ve stabilitesini artırır ve motorun enerji verimliliğini artırır.

Telif hakkı: Bu makale, WeChat'in genel numarası olan “电机技术及应用”nin yeniden basımıdır; orijinal bağlantı https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Bu yazı şirketimizin görüşlerini yansıtmamaktadır. Farklı görüşleriniz veya görüşleriniz varsa lütfen bizi düzeltin!