Nuolatinio magneto sinchroninio variklio atgal EMF
1. Kaip generuojamas atgalinis EMF?
Atgalinės elektrovaros jėgos susidarymą lengva suprasti. Principas yra tas, kad laidininkas nupjauna magnetines jėgos linijas. Kol tarp jų yra santykinis judėjimas, magnetinis laukas gali būti nejudantis ir laidininkas jį nupjauna, arba laidininkas gali būti nejudantis ir magnetinis laukas juda.
Nuolatinių magnetų sinchroniniams varikliams jų ritės tvirtinamos ant statoriaus (laidininko), o nuolatiniai magnetai – ant rotoriaus (magnetinis laukas). Kai rotorius sukasi, nuolatinių magnetų ant rotoriaus generuojamas magnetinis laukas suksis ir bus nupjaunamas statoriaus ritėmis, sukeldamas atgalinę elektrovaros jėgą ritėse. Kodėl tai vadinama atgaline elektrovaros jėga? Kaip rodo pavadinimas, užpakalinės elektrovaros jėgos E kryptis yra priešinga gnybtų įtampos U krypčiai (kaip parodyta 1 paveiksle).
1 pav
2. Koks ryšys tarp galinio EML ir gnybtų įtampos?
Iš 1 paveikslo matyti, kad ryšys tarp užpakalinės elektrovaros jėgos ir gnybtų įtampos veikiant apkrovai yra toks:
Atgalinės elektrovaros jėgos bandymas paprastai atliekamas tuščiosios eigos sąlygomis, be srovės ir esant 1000 aps./min. greičiui. Paprastai 1000 aps./min vertė apibrėžiama kaip atgalinio EMF koeficientas = vidutinė atgalinio EMF vertė/greitis. Atgalinis EMF koeficientas yra svarbus variklio parametras. Čia reikia pažymėti, kad apkrovos galinis EMF nuolat kinta, kol greitis nėra stabilus. Iš (1) formulės galime žinoti, kad apkrovos galinė elektrovaros jėga yra mažesnė už gnybtų įtampą. Jei galinė elektrovaros jėga yra didesnė už gnybtų įtampą, ji tampa generatoriumi ir išveda įtampą į išorę. Kadangi realiame darbe varža ir srovė yra mažos, užpakalinės elektrovaros jėgos vertė yra maždaug lygi gnybtų įtampai ir yra ribojama vardinės gnybtų įtampos vertės.
3. Atgalinės elektrovaros jėgos fizinė reikšmė
Įsivaizduokite, kas atsitiktų, jei nugaros EMF nebūtų? Iš (1) lygties matome, kad be galinio EMF visas variklis prilygsta grynam rezistoriui ir tampa įrenginiu, kuris generuoja daug šilumos, o tai prieštarauja variklio elektros energijos pavertimui mechanine energija. elektros energijos konversijos lygtis
,UIt yra įvesties elektros energija, pvz., į bateriją, variklį arba transformatorių įvedama elektros energija; I2Rt yra šilumos nuostolių energija kiekvienoje grandinėje, kuri yra tam tikra šilumos nuostolių energija, kuo mažesnė, tuo geriau; skirtumas tarp įvesties elektros energijos ir šilumos nuostolių elektros energijos, tai naudinga energija, atitinkanti užpakalinę elektrovaros jėgą
.Kitaip tariant, atgalinis EMF naudojamas naudingai energijai generuoti ir yra atvirkščiai susijęs su šilumos nuostoliais. Kuo didesnė šilumos nuostolių energija, tuo mažesnė naudingoji energija. Objektyviai žiūrint atgalinė elektrovaros jėga sunaudoja elektros energiją grandinėje, tačiau tai nėra „nuostolis“. Elektros energijos dalis, atitinkanti galinę elektrovaros jėgą, bus paversta naudinga elektros įrangai energija, tokia kaip variklių mechaninė energija, akumuliatorių cheminė energija ir kt.
Iš to matyti, kad užpakalinės elektrovaros jėgos dydis reiškia elektros įrenginio gebėjimą paversti bendrą įvestą energiją naudingąja energija, kuri atspindi elektros įrenginio konvertavimo galimybių lygį.
4. Nuo ko priklauso atgalinės elektrovaros jėgos dydis?
Atgalinės elektrovaros jėgos skaičiavimo formulė yra tokia:
E – ritės elektrovaros jėga, ψ – magnetinis srautas, f – dažnis, N – apsisukimų skaičius, Φ – magnetinis srautas.
Remdamasis aukščiau pateikta formule, manau, kad kiekvienas gali pasakyti keletą veiksnių, turinčių įtakos nugaros elektrovaros jėgos dydžiui. Čia yra straipsnis, skirtas apibendrinti:
(1) Atgal EMF yra lygus magnetinio srauto kitimo greičiui. Kuo didesnis greitis, tuo didesnis pokyčio greitis ir didesnis galinis EMF.
(2) Pats magnetinis srautas yra lygus apsisukimų skaičiui, padaugintam iš vieno posūkio magnetinio srauto. Todėl kuo didesnis apsisukimų skaičius, tuo didesnis magnetinis srautas ir didesnis galinis EMF.
(3) Posūkių skaičius yra susijęs su apvijų schema, pvz., žvaigždės-trikampio jungtimi, apsisukimų skaičiumi lizde, fazių skaičiumi, dantų skaičiumi, lygiagrečių šakų skaičiumi ir viso žingsnio arba trumpo žingsnio schema.
(4) Vieno apsisukimo magnetinis srautas yra lygus magnetovaros jėgai, padalytai iš magnetinio pasipriešinimo. Todėl kuo didesnė magnetomotyvinė jėga, tuo mažesnė magnetinė varža magnetinio srauto kryptimi ir tuo didesnė galinė EMF.
(5) Magnetinis pasipriešinimas yra susijęs su oro tarpo ir polių tarpo koordinavimu. Kuo didesnis oro tarpas, tuo didesnis magnetinis pasipriešinimas ir mažesnė galinė EMF. Stulpelio tarpo koordinavimas yra sudėtingesnis ir reikalauja specifinės analizės.
(6) Magnetovaros jėga yra susijusi su magneto likutiniu magnetizmu ir magneto efektyviuoju plotu. Kuo didesnis liekamasis magnetizmas, tuo didesnis galinis EMF. Efektyvus plotas yra susijęs su magnetizacijos kryptimi, dydžiu ir magneto padėtimi ir reikalauja specifinės analizės.
(7) Liekamasis magnetizmas yra susijęs su temperatūra. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnė galinė EMF.
Apibendrinant galima pasakyti, kad veiksniai, turintys įtakos atgaliniam EMF, yra sukimosi greitis, apsisukimų skaičius vienoje plyšyje, fazių skaičius, lygiagrečių šakų skaičius, pilnas žingsnis ir trumpas žingsnis, variklio magnetinė grandinė, oro tarpo ilgis, polių lizdo atitikimas, magnetinio plieno liekamasis magnetizmas. , magnetinio plieno išdėstymas ir dydis, magnetinio plieno įmagnetinimo kryptis ir temperatūra.
5. Kaip pasirinkti atgalinės elektrovaros jėgos dydį variklio konstrukcijoje?
Variklio konstrukcijoje galinis EMF E yra labai svarbus. Jei galinis EMF yra gerai suprojektuotas (tinkamo dydžio, mažas bangos formos iškraipymas), variklis yra geras. Galinis EMF varikliui turi keletą pagrindinių efektų:
1. Galinės EMF dydis lemia silpną variklio magnetinį tašką, o silpnas magnetinis taškas – variklio efektyvumo žemėlapio pasiskirstymą.
2. Galinės EMF bangos formos iškraipymo greitis turi įtakos variklio pulsacijos sukimo momentui ir sukimo momento išėjimo tolygumui, kai variklis veikia.
3. Galinio EMF dydis tiesiogiai lemia variklio sukimo momento koeficientą, o galinio EMF koeficientas yra proporcingas sukimo momento koeficientui.
Iš to galima gauti šiuos variklio konstrukcijos prieštaravimus:
a. Kai galinis EMF yra didelis, variklis gali išlaikyti didelį sukimo momentą esant valdiklio ribinei srovei mažo greičio veikimo srityje, tačiau jis negali išvesti sukimo momento dideliu greičiu ir netgi negali pasiekti laukiamo greičio;
b. Kai galinis EMF yra mažas, variklis vis dar turi išėjimo galią didelės spartos srityje, tačiau sukimo momento negalima pasiekti esant tokiai pačiai valdiklio srovei esant mažam greičiui.
6. Teigiamas atgalinio EMF poveikis nuolatinio magneto varikliams.
Galinio EMF egzistavimas yra labai svarbus nuolatinių magnetų variklių veikimui. Tai gali suteikti varikliams tam tikrų pranašumų ir ypatingų funkcijų:
a. Energijos taupymas
Nuolatinių magnetų variklių sukurtas užpakalinis EMF gali sumažinti variklio srovę ir taip sumažinti galios nuostolius, energijos nuostolius ir pasiekti energijos taupymo tikslą.
b. Padidinkite sukimo momentą
Galinis EMF yra priešingas maitinimo įtampai. Kai variklio greitis didėja, padidėja ir galinis EMF. Atvirkštinė įtampa sumažins variklio apvijos induktyvumą, todėl padidės srovė. Tai leidžia varikliui generuoti papildomą sukimo momentą ir pagerinti variklio galią.
c. Atbulinis lėtėjimas
Po to, kai nuolatinio magneto variklis praranda galią dėl galinio EML egzistavimo, jis gali toliau generuoti magnetinį srautą ir priversti rotorių toliau suktis, o tai sudaro atgalinio EMF atvirkštinio greičio efektą, o tai labai naudinga kai kuriose programose, pvz. kaip staklės ir kita įranga.
Trumpai tariant, galinis EMF yra nepakeičiamas nuolatinio magneto variklių elementas. Jis suteikia daug naudos varikliams su nuolatiniais magnetais ir atlieka labai svarbų vaidmenį projektuojant ir gaminant variklius. Galinio EMF dydis ir bangos forma priklauso nuo tokių veiksnių kaip nuolatinio magneto variklio konstrukcija, gamybos procesas ir naudojimo sąlygos. Atgalinės EMF dydis ir bangos forma turi didelę įtaką variklio veikimui ir stabilumui.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)yra profesionalus sinchroninių nuolatinių magnetų variklių gamintojas. Mūsų techniniame centre dirba daugiau nei 40 tyrimų ir plėtros darbuotojų, suskirstytų į tris skyrius: projektavimo, procesų ir bandymų, besispecializuojančių nuolatinių magnetų sinchroninių variklių tyrime ir plėtroje, projektavimo ir procesų naujovių srityse. Naudojant profesionalią projektavimo programinę įrangą ir savarankiškai sukurtas nuolatinio magneto variklių specialias projektavimo programas, variklio projektavimo ir gamybos proceso metu bus atidžiai apsvarstytas užpakalinės elektrovaros jėgos dydis ir bangos forma, atsižvelgiant į faktinius vartotojo poreikius ir konkrečias darbo sąlygas, kad būtų užtikrintas. variklio veikimą ir stabilumą bei variklio energijos vartojimo efektyvumą.
Autorių teisės: šis straipsnis yra „WeChat“ viešo numerio „电机技术及应用“, originalios nuorodos https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw, pakartotinis spausdinimas
Šis straipsnis neatspindi mūsų įmonės požiūrio. Jei turite skirtingų nuomonių ar požiūrių, pataisykite mus!
Paskelbimo laikas: 2024-08-20