EMF پشتی موتور سنکرون مغناطیس دائمی

EMF پشتی موتور سنکرون مغناطیس دائمی

1. چگونه EMF برگشتی تولید می شود؟

تولید نیروی الکتروموتور پشتی به راحتی قابل درک است. اصل این است که هادی خطوط مغناطیسی نیرو را قطع می کند. تا زمانی که حرکت نسبی بین این دو وجود دارد، میدان مغناطیسی می تواند ساکن باشد و هادی آن را قطع کند، یا هادی می تواند ساکن باشد و میدان مغناطیسی حرکت کند.

برای موتورهای سنکرون آهنربای دائم، سیم پیچ های آنها بر روی استاتور (رسانا) و آهنرباهای دائمی روی روتور (میدان مغناطیسی) ثابت می شوند. هنگامی که روتور می چرخد، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنرباهای دائمی روی روتور می چرخد ​​و توسط سیم پیچ های روی استاتور قطع می شود و نیروی الکتروموتور برگشتی در سیم پیچ ها ایجاد می شود. چرا به آن نیروی الکتروموتور برگشتی می گویند؟ همانطور که از نام آن پیداست، جهت نیروی الکتروموتور عقب E برخلاف جهت ولتاژ ترمینال U است (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است).

شکل 1

2. رابطه بین EMF برگشتی و ولتاژ ترمینال چیست؟

از شکل 1 می توان دریافت که رابطه بین نیروی الکتروموتور عقب و ولتاژ پایانه تحت بار به صورت زیر است:

آزمایش نیروی الکتروموتور برگشتی عموماً در شرایط بدون بار، بدون جریان و با سرعت 1000 دور در دقیقه انجام می‌شود. به طور کلی، مقدار 1000 دور در دقیقه به عنوان ضریب EMF برگشتی = مقدار متوسط ​​/ سرعت EMF برگشتی تعریف می‌شود. ضریب Back-EMF پارامتر مهم موتور است. در اینجا باید توجه داشت که EMF پشتی تحت بار قبل از اینکه سرعت پایدار باشد دائماً در حال تغییر است. از فرمول (1) می‌توان فهمید که نیروی الکتروموتور برگشتی تحت بار کمتر از ولتاژ ترمینال است. اگر نیروی الکتروموتور پشتی بزرگتر از ولتاژ ترمینال باشد، تبدیل به ژنراتور می شود و ولتاژ خروجی را به بیرون می دهد. از آنجایی که مقاومت و جریان در کار واقعی کم است، مقدار نیروی الکتروموتور برگشتی تقریباً برابر با ولتاژ پایانه است و با مقدار نامی ولتاژ پایانه محدود می شود.

3. معنای فیزیکی نیروی الکتروموتور پشت

تصور کنید اگر EMF پشتی وجود نداشت چه اتفاقی می افتاد؟ از رابطه (1) می‌توان دریافت که بدون EMF پشتی، کل موتور معادل یک مقاومت خالص است و به وسیله‌ای تبدیل می‌شود که گرمای زیادی تولید می‌کند، که برخلاف تبدیل انرژی الکتریکی موتور به انرژی مکانیکی است. معادله تبدیل انرژی الکتریکیUIt انرژی الکتریکی ورودی است، مانند انرژی الکتریکی ورودی به باتری، موتور یا ترانسفورماتور. I2Rt انرژی از دست دادن گرما در هر مدار است که نوعی انرژی از دست دادن حرارت است، هر چه کوچکتر باشد بهتر است. تفاوت بین انرژی الکتریکی ورودی و انرژی الکتریکی از دست رفته گرما، انرژی مفید مربوط به نیروی الکتریکی پشتی است.به عبارت دیگر، EMF پشتی برای تولید انرژی مفید استفاده می شود و با اتلاف حرارت رابطه معکوس دارد. هرچه انرژی تلفات حرارتی بیشتر باشد، انرژی مفید قابل دستیابی کمتر است. بخشی از انرژی الکتریکی مربوط به نیروی الکتروموتور پشتی به انرژی مفید برای تجهیزات الکتریکی مانند انرژی مکانیکی موتورها، انرژی شیمیایی باتری ها و غیره تبدیل می شود.

از اینجا می توان دریافت که اندازه نیروی الکتروموتور پشتی به معنای توانایی تجهیزات الکتریکی برای تبدیل کل انرژی ورودی به انرژی مفید است که نشان دهنده سطح توانایی تبدیل تجهیزات الکتریکی است.

4. بزرگی نیروی الکتروموتور پشتی به چه چیزی بستگی دارد؟

فرمول محاسبه نیروی الکتروموتور برگشتی به صورت زیر است:

E نیروی الکتروموتور سیم پیچ، ψ شار مغناطیسی، f فرکانس، N تعداد دورها و Φ شار مغناطیسی است.
بر اساس فرمول بالا، من معتقدم که همه احتمالاً می توانند چند عامل را بیان کنند که بر بزرگی نیروی الکتروموتور عقب تأثیر می گذارد. در اینجا یک مقاله برای خلاصه کردن وجود دارد:

(1) EMF برگشتی برابر است با نرخ تغییر شار مغناطیسی. هر چه سرعت بالاتر باشد، نرخ تغییر بیشتر و EMF پشتی بیشتر است.

(2) خود شار مغناطیسی برابر است با تعداد چرخش ضرب در شار مغناطیسی تک دور. بنابراین، هرچه تعداد چرخش ها بیشتر باشد، شار مغناطیسی بیشتر و EMF پشتی بیشتر می شود.

(3) تعداد چرخش ها به طرح سیم پیچی مربوط می شود، مانند اتصال ستاره به مثلث، تعداد چرخش در هر شکاف، تعداد فازها، تعداد دندانه ها، تعداد شاخه های موازی، و طرح تمام گام یا گام کوتاه.

(4) شار مغناطیسی تک چرخشی برابر است با نیروی مغناطیسی تقسیم بر مقاومت مغناطیسی. بنابراین، هر چه نیروی مغناطیسی بیشتر باشد، مقاومت مغناطیسی در جهت شار مغناطیسی کمتر و EMF پشتی بیشتر می شود.

(5) مقاومت مغناطیسی مربوط به شکاف هوا و هماهنگی شکاف قطب است. هرچه شکاف هوا بزرگتر باشد، مقاومت مغناطیسی بیشتر و EMF پشتی کوچکتر است. هماهنگی شکاف قطب پیچیده تر است و نیاز به تجزیه و تحلیل خاصی دارد.

(6) نیروی محرکه مغناطیسی به مغناطیس باقیمانده آهنربا و ناحیه مؤثر آهنربا مربوط می شود. هر چه مغناطیس باقیمانده بیشتر باشد، EMF پشتی بالاتر است. ناحیه موثر مربوط به جهت مغناطش، اندازه و محل قرارگیری آهنربا است و نیاز به تحلیل خاصی دارد.

(7) مغناطیس باقیمانده با دما مرتبط است. هر چه دما بالاتر باشد، EMF پشتی کوچکتر است.

به طور خلاصه، عوامل موثر بر EMF پشتی عبارتند از: سرعت چرخش، تعداد چرخش در هر شکاف، تعداد فازها، تعداد شاخه‌های موازی، گام کامل و گام کوتاه، مدار مغناطیسی موتور، طول شکاف هوا، تطابق شکاف قطب، مغناطیس باقی‌مانده فولاد مغناطیسی. ، محل قرارگیری و اندازه فولاد مغناطیسی، جهت مغناطیسی فولاد مغناطیسی و دما.

5. چگونه می توان اندازه نیروی الکتروموتور پشتی را در طراحی موتور انتخاب کرد؟

در طراحی موتور، EMF E پشتی بسیار مهم است. اگر EMF پشتی به خوبی طراحی شده باشد (اندازه مناسب، اعوجاج شکل موج کم)، موتور خوب است. EMF پشتی چندین اثر عمده روی موتور دارد:

1. بزرگی EMF پشتی نقطه مغناطیسی ضعیف موتور را تعیین می کند و نقطه مغناطیسی ضعیف توزیع نقشه بازده موتور را تعیین می کند.
2. نرخ اعوجاج شکل موج EMF پشتی بر گشتاور ریپل موتور و صاف بودن گشتاور خروجی در هنگام کارکرد موتور تأثیر می گذارد.
3. بزرگی EMF پشتی به طور مستقیم ضریب گشتاور موتور را تعیین می کند و ضریب EMF پشتی متناسب با ضریب گشتاور است.
از اینجا می توان تناقضات زیر را در طراحی موتور بدست آورد:
الف هنگامی که EMF عقب بزرگ است، موتور می تواند گشتاور بالایی را در جریان حد کنترلر در منطقه عملیاتی با سرعت پایین حفظ کند، اما نمی تواند گشتاور را در سرعت بالا تولید کند و حتی نمی تواند به سرعت مورد انتظار برسد.
ب هنگامی که EMF عقب کوچک است، موتور همچنان دارای ظرفیت خروجی در ناحیه پرسرعت است، اما گشتاور را نمی توان با همان جریان کنترل کننده در سرعت پایین به دست آورد.

6. تاثیر مثبت EMF پشتی بر روی موتورهای آهنربای دائم.

وجود EMF پشتی برای عملکرد موتورهای آهنربای دائم بسیار مهم است. می تواند مزایا و عملکردهای ویژه ای را برای موتورها به ارمغان بیاورد:
الف صرفه جویی در انرژی
EMF پشتی تولید شده توسط موتورهای آهنربای دائمی می تواند جریان موتور را کاهش دهد و در نتیجه کاهش اتلاف نیرو، کاهش اتلاف انرژی و دستیابی به هدف صرفه جویی در انرژی را کاهش دهد.
ب گشتاور را افزایش دهید
EMF پشتی مخالف ولتاژ منبع تغذیه است. با افزایش سرعت موتور، EMF پشتی نیز افزایش می یابد. ولتاژ معکوس باعث کاهش اندوکتانس سیم پیچ موتور و در نتیجه افزایش جریان می شود. این به موتور اجازه می دهد تا گشتاور اضافی تولید کند و عملکرد قدرت موتور را بهبود بخشد.
ج کاهش سرعت معکوس
پس از از دست دادن قدرت موتور آهنربای دائمی، به دلیل وجود EMF پشتی، می تواند به تولید شار مغناطیسی ادامه دهد و روتور را به چرخش ادامه دهد، که اثر سرعت معکوس EMF عقب را تشکیل می دهد، که در برخی از کاربردها بسیار مفید است، مانند به عنوان ماشین ابزار و سایر تجهیزات.

به طور خلاصه، EMF پشتی عنصر ضروری موتورهای آهنربای دائم است. مزایای زیادی برای موتورهای آهنربای دائم به همراه دارد و نقش بسیار مهمی در طراحی و ساخت موتورها دارد. اندازه و شکل موج EMF پشتی به عواملی مانند طراحی، فرآیند ساخت و شرایط استفاده از موتور آهنربای دائم بستگی دارد. اندازه و شکل موج EMF پشتی تأثیر مهمی بر عملکرد و پایداری موتور دارد.

Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)تولید کننده حرفه ای موتورهای سنکرون آهنربای دائم است. مرکز فنی ما دارای بیش از 40 پرسنل تحقیق و توسعه است که به سه بخش طراحی، فرآیند و آزمایش، متخصص در تحقیق و توسعه، طراحی و نوآوری فرآیند موتورهای سنکرون آهنربای دائم تقسیم می شوند. با استفاده از نرم‌افزار طراحی حرفه‌ای و برنامه‌های طراحی ویژه موتور آهنربای دائمی خود توسعه‌یافته، در طول فرآیند طراحی و ساخت موتور، اندازه و شکل موج نیروی الکتروموتور پشتی با توجه به نیازهای واقعی و شرایط کاری خاص کاربر به دقت در نظر گرفته می‌شود تا اطمینان حاصل شود. عملکرد و پایداری موتور و بهبود بازده انرژی موتور.

حق چاپ: این مقاله تجدید چاپ شماره عمومی WeChat "电机技术及应用" است، لینک اصلی https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

این مقاله دیدگاه های شرکت ما را نشان نمی دهد. اگر نظرات یا دیدگاه های متفاوتی دارید، لطفا ما را اصلاح کنید!