كيف يتم توليد القوة الدافعة الكهربائية الخلفية للمحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم؟ لماذا سميت بالقوة الدافعة الكهربائية؟

 1. كيف يتم توليد القوة الدافعة الكهربائية الخلفية؟

في الواقع، من السهل فهم توليد القوة الدافعة الكهربائية الخلفية. يجب أن يعرف الطلاب الذين يتمتعون بذاكرة أفضل أنهم تعرضوا لها في وقت مبكر من المدرسة الإعدادية والثانوية. ومع ذلك، كانت تسمى القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في ذلك الوقت. المبدأ هو أن الموصل يقطع الخطوط المغناطيسية. وطالما أن هناك حركتان نسبيتان تكفيان، فإما أن المجال المغناطيسي لا يتحرك ويقطع الموصل؛ ومن الممكن أيضًا أن الموصل لا يتحرك ويتحرك المجال المغناطيسي.

لمغناطيس دائم متزامنمحركيتم تثبيت ملفاته على الجزء الثابت (الموصل)، ويتم تثبيت المغناطيس الدائم على الجزء الدوار (المجال المغناطيسي). عندما يدور الجزء المتحرك، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الدائم الموجود على الجزء المتحرك سوف يدور وينجذب إلى الجزء الثابت. يتم قطع الملف على الملف والقوة الدافعة الكهربائية الخلفيةيتم إنشاؤها في الملف. لماذا سميت بالقوة الدافعة الكهربائية؟ كما يوحي الاسم، لأن اتجاه القوة الدافعة الكهربائية الخلفية E هو عكس اتجاه الجهد الطرفي U (كما هو موضح في الشكل 1).

      2. ما هي العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية الخلفية والجهد الطرفي؟

يمكن أن نرى من الشكل 1 أن العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية الخلفية والجهد الطرفي تحت الحمل هي:

لاختبار القوة الدافعة الكهربائية الخلفية، يتم اختباره بشكل عام في ظل حالة عدم التحميل، وعدم وجود تيار، وسرعة الدوران هي 1000 دورة في الدقيقة. بشكل عام، يتم تحديد قيمة 1000 دورة في الدقيقة، ومعامل القوة الدافعة الكهربائية الخلفية = متوسط ​​قيمة القوة الدافعة الكهربائية الخلفية/السرعة. يعد معامل القوة الدافعة الكهربائية الخلفية معلمة مهمة للمحرك. وتجدر الإشارة هنا إلى أن القوة الدافعة الكهربائية الخلفية تحت الحمل تتغير باستمرار قبل أن تستقر السرعة. من المعادلة (1) يمكننا أن نعرف أن القوة الدافعة الكهربائية الخلفية تحت الحمل أقل من الجهد الطرفي. إذا كانت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية أكبر من الجهد الطرفي، فإنها تصبح مولدًا وتخرج الجهد إلى الخارج. نظرًا لأن المقاومة والتيار في العمل الفعلي صغيران، فإن قيمة القوة الدافعة الكهربائية الخلفية تساوي تقريبًا الجهد الطرفي وتقتصر على القيمة المقدرة للجهد الطرفي.

      3. المعنى الفيزيائي للقوة الدافعة الكهربائية الخلفية

تخيل ماذا سيحدث لو لم تكن القوة الدافعة الكهربائية الخلفية موجودة؟ يمكن أن نرى من المعادلة (1) أنه بدون القوة الدافعة الكهربائية الخلفية، فإن المحرك بأكمله يعادل مقاومة نقية ويصبح جهازًا يولد حرارة خطيرة بشكل خاص. هذايتعارض مع حقيقة أن المحرك يحول الطاقة الكهربائية إلىالطاقة الميكانيكية.

في علاقة تحويل الطاقة الكهربائية

، Uإنها الطاقة الكهربائية المدخلة، مثل الطاقة الكهربائية المدخلة في بطارية أو محرك أو محول؛ I2Rt هي طاقة فقدان الحرارة في كل دائرة، وهذا الجزء من الطاقة هو نوع من طاقة فقدان الحرارة، وكلما كان أصغر كلما كان ذلك أفضل؛ مدخلات الطاقة الكهربائية وفقدان الحرارة الفرق في الطاقة الكهربائية هو جزء من الطاقة المفيدة المقابلة للقوة الدافعة الكهربائية الخلفية.

وبعبارة أخرى، يتم استخدام القوة الدافعة الكهربائية الخلفية لتوليد طاقة مفيدة، والتي ترتبط عكسيا بفقد الحرارة. كلما زادت طاقة فقدان الحرارة، قلت الطاقة المفيدة التي يمكن تحقيقها.

من الناحية الموضوعية، فإن القوة الدافعة الكهربائية الخلفية تستهلك الطاقة الكهربائية الموجودة في الدائرة، لكنها ليست "خسارة". سيتم تحويل جزء الطاقة الكهربائية المقابل للقوة الدافعة الكهربائية الخلفية إلى طاقة مفيدة للمعدات الكهربائية، مثل الطاقة الميكانيكية للمحرك وطاقة البطارية. الطاقة الكيميائية الخ

      ويمكن ملاحظة أن حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية يعني قدرة المعدات الكهربائية على تحويل إجمالي الطاقة المدخلة إلى طاقة مفيدة، ويعكس مستوى قدرة المعدات الكهربائية على التحويل.

      4. على ماذا يعتمد حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية؟

أولا إعطاء صيغة حساب القوة الدافعة الكهربائية الخلفية:

E هي القوة الدافعة الكهربائية للملف، ψ هي الارتباط المغناطيسي، f هو التردد، N هو عدد اللفات، و Φ هو التدفق المغناطيسي.

بناءً على الصيغة المذكورة أعلاه، أعتقد أن الجميع ربما يمكنهم معرفة بعض العوامل التي تؤثر على حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية. فيما يلي ملخص لمقال:

(1) القوة الدافعة الكهربائية الخلفية تساوي معدل تغير الارتباط المغناطيسي. كلما زادت سرعة الدوران، زاد معدل التغير وزادت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية؛

(2) الوصلة المغناطيسية نفسها تساوي عدد اللفات مضروبة في الوصلة المغناطيسية ذات الدورة الواحدة. ولذلك، كلما زاد عدد اللفات، كلما زاد حجم الوصلة المغناطيسية وزادت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية؛

(3) يرتبط عدد اللفات بمخطط اللف، أو اتصال دلتا النجم، أو عدد اللفات لكل فتحة، أو عدد المراحل، أو عدد الأسنان، أو عدد الفروع المتوازية، أو مخطط النغمة الكاملة أو القصيرة؛

(4) الوصلة المغناطيسية ذات الدورة الواحدة تساوي القوة الدافعة المغناطيسية مقسومة على المقاومة المغناطيسية. ولذلك، كلما زادت القوة الدافعة المغناطيسية، قلت المقاومة المغناطيسية في اتجاه الارتباط المغناطيسي، وزادت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية؛

(5) المقاومة المغناطيسيةيرتبط بتعاون الفجوة الهوائية وفتحة القطب. كلما زادت فجوة الهواء، زادت المقاومة المغناطيسية وقلت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية. يعد تنسيق القطب الأخدود معقدًا نسبيًا ويتطلب تحليلاً مفصلاً؛

(6) ترتبط القوة الدافعة المغناطيسية ببقاء المغناطيس والمساحة الفعالة للمغناطيس. كلما زاد الثبات، زادت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية. ترتبط المنطقة الفعالة باتجاه المغنطة وحجمها وموضعها، وتتطلب تحليلًا محددًا؛

(7) ترتبط المغناطيسية المتبقية بدرجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة الحرارة، قلت القوة الدافعة الكهربائية الخلفية.

      باختصار، تشمل العوامل المؤثرة في القوة الدافعة الكهربائية الخلفية سرعة الدوران، وعدد اللفات في كل فتحة، وعدد الأطوار، وعدد الفروع المتوازية، والمسافة الكلية القصيرة، والدائرة المغناطيسية الحركية، وطول فجوة الهواء، وتنسيق فتحة القطب، والمغناطيسية المتبقية للمغناطيس، وموضع وضع المغناطيس. وحجم المغناطيس، واتجاه مغنطة المغناطيس، ودرجة الحرارة.

      5. كيفية اختيار حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية في تصميم المحرك؟

في تصميم المحرك، تعتبر القوة الدافعة الكهربائية الخلفية E مهمة جدًا. أعتقد أنه إذا تم تصميم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية بشكل جيد (اختيار الحجم المناسب ومعدل تشوه الموجي المنخفض)، فسيكون المحرك جيدًا. التأثيرات الرئيسية للقوة الدافعة الكهربائية الخلفية على المحركات هي كما يلي:

1. حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية يحدد نقطة ضعف المجال للمحرك، ونقطة ضعف المجال تحدد توزيع خريطة كفاءة المحرك.

2. يؤثر معدل تشويه شكل موجة القوة الدافعة الكهربائية الخلفية على عزم الدوران المموج للمحرك واستقرار خرج عزم الدوران عند تشغيل المحرك.

3. حجم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية يحدد بشكل مباشر معامل عزم الدوران للمحرك، ومعامل القوة الدافعة الكهربائية الخلفية يتناسب طرديا مع معامل عزم الدوران. ومن هذا يمكننا استخلاص التناقضات التالية التي نواجهها في تصميم المحركات:

أ. مع زيادة القوة الدافعة الكهربائية الخلفية، يمكن للمحرك الحفاظ على عزم الدوران العالي تحتوحدة التحكمالحد من التيار في منطقة التشغيل منخفضة السرعة، ولكن لا يمكن إخراج عزم الدوران بسرعات عالية، أو حتى الوصول إلى السرعة المتوقعة؛

ب. عندما تكون القوة الدافعة الكهربائية الخلفية صغيرة، يظل المحرك يتمتع بقدرة خرج في المنطقة عالية السرعة، ولكن لا يمكن الوصول إلى عزم الدوران تحت نفس تيار وحدة التحكم عند السرعة المنخفضة.

ولذلك فإن تصميم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية يعتمد على الاحتياجات الفعلية للمحرك. على سبيل المثال، في تصميم محرك صغير، إذا كان مطلوبًا استمرار إنتاج عزم دوران كافٍ بسرعة منخفضة، فيجب تصميم القوة الدافعة الكهربائية الخلفية لتكون أكبر.