Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorun Geri EMF'si
1. Geri EMF nasıl oluşur?
Geri elektromotor kuvvetinin oluşumu anlaşılması kolaydır. Prensip, iletkenin manyetik kuvvet çizgilerini kesmesidir. İkisi arasında göreli hareket olduğu sürece, manyetik alan sabit olabilir ve iletken onu kesebilir veya iletken sabit olabilir ve manyetik alan hareket edebilir.
Kalıcı mıknatıslı senkron motorlar için bobinleri statora (iletken) sabitlenir ve kalıcı mıknatıslar rotora (manyetik alan) sabitlenir. Rotor döndüğünde, rotordaki kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulan manyetik alan dönecek ve statordaki bobinler tarafından kesilecek ve bobinlerde geri elektromotor kuvveti oluşacaktır. Neden geri elektromotor kuvveti olarak adlandırılır? Adından da anlaşılacağı gibi, geri elektromotor kuvveti E'nin yönü, terminal voltajı U'nun yönünün tersidir (Şekil 1'de gösterildiği gibi).
Şekil 1
2.Geri EMF ile terminal voltajı arasındaki ilişki nedir?
Şekil 1'den görülebileceği gibi, yük altında geri elektromotor kuvveti ile terminal voltajı arasındaki ilişki şöyledir:
Geri elektromotor kuvveti testi genellikle yük altında, akımsız ve 1000 dev/dak hızında gerçekleştirilir. Genellikle 1000 dev/dak değeri geri-EMK katsayısı = ortalama geri-EMK değeri/hız olarak tanımlanır. Geri-EMK katsayısı motorun önemli bir parametresidir. Burada, hız sabitlenene kadar yük altında geri-EMK'nin sürekli değiştiğine dikkat edilmelidir. Formül (1)'den, yük altındaki geri elektromotor kuvvetinin terminal voltajından daha küçük olduğunu bilebiliriz. Geri elektromotor kuvveti terminal voltajından büyükse, bir jeneratör haline gelir ve dışarıya voltaj verir. Gerçek işte direnç ve akım küçük olduğundan, geri elektromotor kuvvetinin değeri yaklaşık olarak terminal voltajına eşittir ve terminal voltajının anma değeri ile sınırlıdır.
3. Geri elektromotor kuvvetinin fiziksel anlamı
Geri EMF olmasaydı ne olacağını hayal edin? Denklem (1)'den, geri EMF olmadan tüm motorun saf bir dirençle eşdeğer olduğunu ve motorun elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmesine ters olan çok fazla ısı üreten bir cihaz haline geldiğini görebiliriz. Elektrik enerjisi dönüşüm denkleminde
,UIt, bir bataryaya, motora veya transformatöre giriş elektrik enerjisi gibi giriş elektrik enerjisidir; I2Rt, her devredeki ısı kaybı enerjisidir, bir tür ısı kaybı enerjisidir, ne kadar küçükse o kadar iyidir; giriş elektrik enerjisi ile ısı kaybı elektrik enerjisi arasındaki fark, Geri elektromotor kuvvetine karşılık gelen yararlı enerjidir
.Başka bir deyişle, geri EMF yararlı enerji üretmek için kullanılır ve ısı kaybıyla ters orantılıdır. Isı kaybı enerjisi ne kadar büyükse, elde edilebilir yararlı enerji o kadar küçüktür. Nesnel olarak konuşursak, geri elektromotor kuvveti devredeki elektrik enerjisini tüketir, ancak bir "kayıp" değildir. Geri elektromotor kuvvetine karşılık gelen elektrik enerjisinin bir kısmı, motorların mekanik enerjisi, pillerin kimyasal enerjisi vb. gibi elektrikli ekipmanlar için yararlı enerjiye dönüştürülecektir.
Buradan da anlaşılacağı üzere, geri elektromotor kuvvetinin büyüklüğü, elektrikli ekipmanın toplam giriş enerjisini faydalı enerjiye dönüştürme yeteneğini ifade etmekte olup, bu da elektrikli ekipmanın dönüştürme yeteneğinin düzeyini yansıtmaktadır.
4. Geri elektromotor kuvvetinin büyüklüğü neye bağlıdır?
Geri elektromotor kuvvetinin hesaplama formülü:
E bobin elektromotor kuvveti, ψ manyetik akı, f frekans, N sarım sayısı ve Φ manyetik akıdır.
Yukarıdaki formüle dayanarak, herkesin muhtemelen geri elektromotor kuvvetinin büyüklüğünü etkileyen birkaç faktör söyleyebileceğine inanıyorum. Özetlemek için bir makale:
(1) Geri EMF, manyetik akının değişim oranına eşittir. Hız ne kadar yüksekse, değişim oranı ve geri EMF de o kadar büyük olur.
(2) Manyetik akının kendisi, tek turlu manyetik akıyla çarpılan tur sayısına eşittir. Bu nedenle, tur sayısı ne kadar yüksekse, manyetik akı o kadar büyük olur ve geri EMF de o kadar büyük olur.
(3) Sarım sayısı, yıldız-üçgen bağlantısı, yuva başına sarım sayısı, faz sayısı, diş sayısı, paralel dal sayısı ve tam adım veya kısa adım şeması gibi sargı şemasıyla ilgilidir.
(4) Tek turlu manyetik akı, magnetomotive kuvvetinin manyetik dirence bölünmesine eşittir. Bu nedenle, magnetomotive kuvveti ne kadar büyükse, manyetik akı yönündeki manyetik direnç o kadar küçük ve geri EMF o kadar büyük olur.
(5) Manyetik direnç hava boşluğu ve kutup-yuva koordinasyonuyla ilişkilidir. Hava boşluğu ne kadar büyükse, manyetik direnç o kadar büyük ve geri EMF o kadar küçüktür. Kutup-yuva koordinasyonu daha karmaşıktır ve özel analiz gerektirir.
(6) Manyetomotor kuvveti, mıknatısın kalan manyetizması ve mıknatısın etkin alanı ile ilgilidir. Kalan manyetizma ne kadar büyükse, geri EMF o kadar yüksek olur. Etkin alan, mıknatısın mıknatıslanma yönü, boyutu ve yerleşimi ile ilgilidir ve özel analiz gerektirir.
(7) Kalan manyetizma sıcaklıkla ilişkilidir. Sıcaklık ne kadar yüksekse, geri EMF o kadar küçüktür.
Özetle, geri EMK'yı etkileyen faktörler arasında dönüş hızı, yuva başına tur sayısı, faz sayısı, paralel dal sayısı, tam adım ve kısa adım, motor manyetik devresi, hava boşluğu uzunluğu, kutup-yuva uyumu, manyetik çelik artık manyetizması, manyetik çelik yerleşimi ve boyutu, manyetik çelik mıknatıslanma yönü ve sıcaklık yer almaktadır.
5. Motor tasarımında geri elektromotor kuvvetinin büyüklüğü nasıl seçilir?
Motor tasarımında, geri EMF E çok önemlidir. Geri EMF iyi tasarlanmışsa (uygun boyut, düşük dalga biçimi bozulması), motor iyidir. Geri EMF'nin motor üzerinde birkaç önemli etkisi vardır:
1. Geri EMK'nın büyüklüğü motorun zayıf manyetik noktasını, zayıf manyetik nokta ise motor verim haritasının dağılımını belirler.
2. Geri EMF dalga formunun bozulma oranı, motor çalışırken motor dalgalanma torkunu ve tork çıkışının düzgünlüğünü etkiler.
3. Geri EMF'nin büyüklüğü doğrudan motorun tork katsayısını belirler ve geri EMF katsayısı tork katsayısıyla orantılıdır.
Buradan motor tasarımındaki şu çelişkiler elde edilebilir:
a. Geri EMF büyük olduğunda, motor düşük hızlı çalışma alanında kontrolör sınır akımında yüksek torku koruyabilir, ancak yüksek hızda tork çıkışı sağlayamaz ve hatta beklenen hıza ulaşamaz;
b. Geri EMF küçük olduğunda, motor hala yüksek hız alanında çıkış kapasitesine sahiptir, ancak düşük hızda aynı kontrolör akımında tork elde edilemez.
6. Geri EMF’nin kalıcı mıknatıslı motorlar üzerindeki olumlu etkisi.
Geri EMF'nin varlığı kalıcı mıknatıs motorlarının çalışması için çok önemlidir. Motorlara bazı avantajlar ve özel işlevler getirebilir:
a. Enerji tasarrufu
Kalıcı mıknatıslı motorların ürettiği ters EMK, motorun akımını azaltarak güç kaybını azaltır, enerji kaybını azaltır ve enerji tasarrufu amacına ulaşır.
b. Torku artırın
Geri EMF, güç kaynağı voltajının tersidir. Motor hızı arttığında, geri EMF de artar. Ters voltaj, motor sargısının endüktansını azaltarak akımda bir artışa neden olur. Bu, motorun ek tork üretmesini ve motorun güç performansını iyileştirmesini sağlar.
c. Ters yavaşlama
Kalıcı mıknatıslı motor, geri EMF'nin varlığı nedeniyle güç kaybettikten sonra, manyetik akı üretmeye devam edebilir ve rotorun dönmeye devam etmesini sağlayabilir, bu da geri EMF ters hızının etkisini oluşturur ve bu, takım tezgahları ve diğer ekipmanlar gibi bazı uygulamalarda çok faydalıdır.
Kısacası, geri EMF kalıcı mıknatıs motorlarının vazgeçilmez bir unsurudur. Kalıcı mıknatıs motorlarına birçok fayda sağlar ve motorların tasarımında ve üretiminde çok önemli bir rol oynar. Geri EMF'nin boyutu ve dalga biçimi, kalıcı mıknatıs motorunun 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 Mıknatıs Elektromekanik Ekipman Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)kalıcı mıknatıslı senkron motorların profesyonel üreticisidir. Teknik merkezimizde, tasarım, proses ve test olmak üzere üç bölüme ayrılmış 40'tan fazla Ar-Ge personeli bulunmaktadır ve kalıcı mıknatıslı senkron motorların araştırma ve geliştirme, tasarım ve proses inovasyonunda uzmanlaşmıştır. Profesyonel tasarım yazılımları ve kendi geliştirdiğimiz kalıcı mıknatıslı motor özel tasarım programları kullanılarak, motor tasarım ve üretim süreci sırasında, arka elektromotor kuvvetinin boyutu ve dalga formu, kullanıcının gerçek ihtiyaçlarına ve özel çalışma koşullarına göre dikkatlice değerlendirilecek ve motorun performansı ve kararlılığı sağlanacak ve motorun enerji verimliliği iyileştirilecektir.
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 makale şirketimizin görüşlerini temsil etmemektedir. Farklı görüşleriniz veya görüşleriniz varsa lütfen bizi düzeltin!
Gönderi zamanı: 20-Ağu-2024