Mot-EMF av permanentmagnetsynkronmotor
1. Hvordan genereres motelektromagnetiske strålinger?
Genereringen av motelektromotorisk kraft er lett å forstå. Prinsippet er at lederen kutter de magnetiske kraftlinjene. Så lenge det er relativ bevegelse mellom de to, kan magnetfeltet være stasjonært og lederen kutter det, eller lederen kan være stasjonær og magnetfeltet beveger seg.
For synkronmotorer med permanentmagneter er spolene festet på statoren (lederen), og permanentmagnetene er festet på rotoren (magnetfeltet). Når rotoren roterer, vil magnetfeltet som genereres av permanentmagnetene på rotoren rotere og bli kuttet av spolene på statoren, noe som genererer en motelektromotorisk kraft i spolene. Hvorfor kalles det en motelektromotorisk kraft? Som navnet antyder, er retningen på den motelektromotoriske kraften E motsatt av retningen på polspenningen U (som vist i figur 1).
Figur 1
2. Hva er forholdet mellom mot-EMF og terminalspenning?
Det fremgår av figur 1 at forholdet mellom den motelektromotoriske kraften og terminalspenningen under belastning er:
Motelektromotorisk krafttest utføres vanligvis uten belastning, uten strøm og med en hastighet på 1000 o/min. Generelt er verdien på 1000 o/min definert som mot-EMK-koeffisient = gjennomsnittlig mot-EMK-verdi/hastighet. Mot-EMK-koeffisient er en viktig parameter for motoren. Det skal bemerkes her at mot-EMK under belastning stadig endres før hastigheten er stabil. Fra formel (1) kan vi vite at mot-elektromotorisk kraft under belastning er mindre enn terminalspenningen. Hvis mot-elektromotorisk kraft er større enn terminalspenningen, blir den en generator og sender ut spenning til utsiden. Siden motstanden og strømmen i faktisk arbeid er liten, er verdien av mot-elektromotorisk kraft omtrent lik terminalspenningen og er begrenset av den nominelle verdien av terminalspenningen.
3. Den fysiske betydningen av motelektromotorisk kraft
Tenk deg hva som ville skjedd hvis mot-EMF ikke eksisterte? Fra ligning (1) kan vi se at uten mot-EMF er hele motoren ekvivalent med en ren motstand, og blir en enhet som genererer mye varme, noe som er i strid med motorens omdannelse av elektrisk energi til mekanisk energi. I ligningen for omdannelse av elektrisk energi
,UIt er den elektriske inngangsenergien, for eksempel den elektriske inngangsenergien til et batteri, en motor eller en transformator; I2Rt er varmetapenergien i hver krets, som er en type varmetapenergi, jo mindre jo bedre; forskjellen mellom den elektriske inngangsenergien og den elektriske varmetapenergien.Det er den nyttige energien som tilsvarer den motelektromotoriske kraften.
Med andre ord brukes mot-EMK til å generere nyttig energi og er omvendt relatert til varmetap. Jo større varmetapenergi, desto mindre er den oppnåelige nyttige energien. Objektivt sett forbruker mot-elektromotorisk kraft elektrisk energi i kretsen, men det er ikke et "tap". Den delen av elektrisk energi som tilsvarer mot-elektromotorisk kraft vil bli omdannet til nyttig energi for elektrisk utstyr, for eksempel mekanisk energi i motorer, kjemisk energi i batterier, osv.
Det kan sees ut fra dette at størrelsen på den motelektromotoriske kraften betyr det elektriske utstyrets evne til å omdanne den totale inngangsenergien til nyttig energi, noe som gjenspeiler nivået på det elektriske utstyrets konverteringsevne.
4. Hva avhenger størrelsen på den motelektromotoriske kraften av?
Beregningsformelen for motelektromotorisk kraft er:
E er spolens elektromotoriske kraft, ψ er den magnetiske fluksen, f er frekvensen, N er antall vindinger, og Φ er den magnetiske fluksen.
Basert på formelen ovenfor, tror jeg alle kan si noen faktorer som påvirker størrelsen på den motelektromotoriske kraften. Her er en artikkel som oppsummerer:
(1) Mot-EMK er lik endringsraten til magnetisk fluks. Jo høyere hastighet, desto større er endringsraten og desto større er mot-EMK.
(2) Selve magnetfluksen er lik antall vindinger multiplisert med den magnetiske fluksen med én vinding. Derfor, jo høyere antall vindinger, desto større er den magnetiske fluksen og desto større er den motelektromotoriske kraften.
(3) Antall vindinger er relatert til viklingsskjemaet, for eksempel stjerne-trekant-kobling, antall vindinger per spor, antall faser, antall tenner, antall parallelle grener og fullpitch- eller kortpitch-skjema.
(4) En-svings magnetisk fluks er lik magnetomotorisk kraft delt på magnetisk motstand. Derfor, jo større magnetomotorisk kraft, desto mindre magnetisk motstand i retning av magnetisk fluks og desto større mot-EMK.
(5) Magnetisk motstand er relatert til luftgap og pol-spor-koordinasjon. Jo større luftgapet er, desto større er den magnetiske motstanden og desto mindre er den motelektromotoriske kraften. Pol-spor-koordinasjon er mer komplisert og krever spesifikk analyse.
(6) Magnetomotorisk kraft er relatert til magnetens restmagnetisme og magnetens effektive areal. Jo større restmagnetisme, desto høyere mot-EMF. Det effektive arealet er relatert til magnetiseringsretningen, størrelsen og plasseringen av magneten, og krever spesifikk analyse.
(7) Restmagnetisme er relatert til temperatur. Jo høyere temperatur, desto mindre er mot-EMF.
Oppsummert inkluderer faktorene som påvirker mot-EMK rotasjonshastighet, antall vindinger per spor, antall faser, antall parallelle grener, full stigning og kort stigning, motorens magnetiske krets, luftgaplengde, pol-spor-tilpasning, restmagnetisme av magnetisk stål, plassering og størrelse av magnetisk stål, magnetiseringsretning for magnetisk stål og temperatur.
5. Hvordan velge størrelsen på den motelektromotoriske kraften i motordesign?
I motordesign er mot-EMF E svært viktig. Hvis mot-EMF er godt designet (riktig størrelse, lav bølgeformforvrengning), er motoren god. Mot-EMF har flere viktige effekter på motoren:
1. Størrelsen på mot-EMK bestemmer motorens svake magnetiske punkt, og det svake magnetiske punktet bestemmer fordelingen av motorens effektivitetskart.
2. Forvrengningshastigheten til mot-EMK-bølgeformen påvirker motorens rippelmoment og jevnheten i momentutgangen når motoren går.
3. Størrelsen på mot-EMK bestemmer direkte motorens dreiemomentkoeffisient, og mot-EMK-koeffisienten er proporsjonal med dreiemomentkoeffisienten.
Fra dette kan følgende motsetninger i motordesign utledes:
a. Når mot-EMK er stor, kan motoren opprettholde høyt dreiemoment ved kontrollergrensestrømmen i lavhastighetsdriftsområdet, men den kan ikke avgi dreiemoment ved høy hastighet, og kan ikke engang nå forventet hastighet;
b. Når mot-EMK er liten, har motoren fortsatt utgangskapasitet i høyhastighetsområdet, men dreiemomentet kan ikke oppnås med samme regulatorstrøm ved lav hastighet.
6. Den positive effekten av mot-EMK på permanentmagnetmotorer.
Tilstedeværelsen av mot-EMK er svært viktig for driften av permanentmagnetmotorer. Det kan gi motorene noen fordeler og spesielle funksjoner:
a. Energisparing
Mot-EMF generert av permanentmagnetmotorer kan redusere motorstrømmen, og dermed redusere strømtap, energitap og oppnå formålet med energisparing.
b. Øk dreiemomentet
Mot-EMF er motsatt av strømforsyningsspenningen. Når motorhastigheten øker, øker også mot-EMF. Reversspenningen vil redusere induktansen til motorviklingen, noe som resulterer i en økning i strømmen. Dette lar motoren generere ekstra dreiemoment og forbedre motorens ytelse.
c. Omvendt retardasjon
Etter at permanentmagnetmotoren mister strøm, kan den på grunn av mot-EMF fortsette å generere magnetisk fluks og få rotoren til å fortsette å rotere, noe som danner effekten av mot-EMF i revers hastighet, noe som er veldig nyttig i noen applikasjoner, for eksempel maskinverktøy og annet utstyr.
Kort sagt, mot-EMK er et uunnværlig element i permanentmagnetmotorer. Det gir mange fordeler til permanentmagnetmotorer og spiller en svært viktig rolle i design og produksjon av motorer. Størrelsen og bølgeformen til mot-EMK avhenger av faktorer som design, produksjonsprosess og bruksforhold for permanentmagnetmotoren. Størrelsen og bølgeformen til mot-EMK har en viktig innflytelse på motorens ytelse og stabilitet.
Anhui Mingteng permanentmagnetisk elektromekanisk utstyr Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)er en profesjonell produsent av permanentmagnetsynkronmotorer. Vårt tekniske senter har mer enn 40 FoU-personell, fordelt på tre avdelinger: design, prosess og testing, som spesialiserer seg på forskning og utvikling, design og prosessinnovasjon av permanentmagnetsynkronmotorer. Ved hjelp av profesjonell designprogramvare og egenutviklede spesialdesignprogrammer for permanentmagnetmotorer, vil størrelsen og bølgeformen til den motelektromotoriske kraften bli nøye vurdert under motordesign- og produksjonsprosessen i henhold til brukerens faktiske behov og spesifikke arbeidsforhold for å sikre motorens ytelse og stabilitet og forbedre motorens energieffektivitet.
Copyright: Denne artikkelen er et opptrykk av det offentlige WeChat-nummeret "电机技术及应用", den originale lenken https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw
Denne artikkelen representerer ikke selskapets synspunkter. Hvis du har andre meninger eller synspunkter, vennligst korriger oss!
Publisert: 20. august 2024