1. Wie wird eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt?
Tatsächlich ist die Erzeugung der gegenelektromotorischen Kraft leicht zu verstehen. Schüler mit einem besseren Gedächtnis sollten wissen, dass sie bereits in der Mittel- und Oberstufe damit in Berührung gekommen sind. Damals wurde sie jedoch als induzierte elektromotorische Kraft bezeichnet. Das Prinzip besteht darin, dass ein Leiter magnetische Linien schneidet. Solange zwei Relativbewegungen ausreichen, bewegt sich entweder das Magnetfeld nicht und der Leiter schneidet; Es kann auch sein, dass sich der Leiter nicht bewegt und das Magnetfeld sich bewegt.
Für einen Permanentmagnet-SynchronmotorMotor, seine Spulen sind am Stator (Leiter) befestigt und die Permanentmagnete sind am Rotor (Magnetfeld) befestigt. Wenn sich der Rotor dreht, dreht sich das von den Permanentmagneten am Rotor erzeugte Magnetfeld und wird vom Stator angezogen. Die Spule auf der Spule wird geschnitten undeine gegenelektromotorische Kraftwird in der Spule erzeugt. Warum wird es rückelektromotorische Kraft genannt? Wie der Name schon sagt, weil die Richtung der elektromotorischen Gegenkraft E entgegengesetzt zur Richtung der Klemmenspannung U ist (wie in Abbildung 1 dargestellt).
2. Welche Beziehung besteht zwischen der gegenelektromotorischen Kraft und der Klemmenspannung?
Aus Abbildung 1 ist ersichtlich, dass die Beziehung zwischen der gegenelektromotorischen Kraft und der Klemmenspannung unter Last wie folgt ist:
Der Test der gegenelektromotorischen Kraft erfolgt im Allgemeinen im Leerlauf, ohne Strom und mit einer Drehzahl von 1000 U/min. Im Allgemeinen wird der Wert von 1000 U/min definiert und der Koeffizient der gegenelektromotorischen Kraft = der Durchschnittswert der gegenelektromotorischen Kraft/Geschwindigkeit. Der gegenelektromotorische Kraftkoeffizient ist ein wichtiger Parameter des Motors. Dabei ist zu beachten, dass sich die gegenelektromotorische Kraft unter Last ständig ändert, bevor die Drehzahl stabil ist. Aus Gleichung (1) können wir erkennen, dass die gegenelektromotorische Kraft unter Last geringer ist als die Klemmenspannung. Wenn die elektromotorische Gegenkraft größer als die Klemmenspannung ist, wird es zum Generator und gibt Spannung nach außen ab. Da der Widerstand und der Strom bei der tatsächlichen Arbeit gering sind, entspricht der Wert der elektromotorischen Gegenkraft ungefähr der Klemmenspannung und wird durch den Nennwert der Klemmenspannung begrenzt.
3. Die physikalische Bedeutung der elektromotorischen Gegenkraft
Stellen Sie sich vor, was passieren würde, wenn es die elektromotorische Gegenkraft nicht gäbe? Aus Gleichung (1) ist ersichtlich, dass der gesamte Motor ohne gegenelektromotorische Kraft einem reinen Widerstand gleichkommt und zu einem Gerät wird, das besonders große Wärme erzeugt. Dassteht im Widerspruch dazu, dass der Motor elektrische Energie in umwandeltmechanische Energie.
In der Beziehung zur Umwandlung elektrischer Energie
, UEs ist die eingegebene elektrische Energie, beispielsweise die eingegebene elektrische Energie in eine Batterie, einen Motor oder einen Transformator; I2Rt ist die Wärmeverlustenergie in jedem Kreislauf. Dieser Teil der Energie ist eine Art Wärmeverlustenergie. Je kleiner, desto besser. zugeführte elektrische Energie und Wärmeverlust Die Differenz der elektrischen Energie ist der Teil der Nutzenergie, der der gegenelektromotorischen Kraft entspricht.
Mit anderen Worten: Die gegenelektromotorische Kraft wird zur Erzeugung nutzbarer Energie genutzt, die im umgekehrten Verhältnis zum Wärmeverlust steht. Je größer die Verlustwärmeenergie ist, desto geringer ist die erreichbare Nutzenergie.
Objektiv betrachtet verbraucht die gegenelektromotorische Kraft die elektrische Energie im Stromkreis, es handelt sich jedoch nicht um einen „Verlust“. Der Teil der elektrischen Energie, der der elektromotorischen Gegenkraft entspricht, wird in Nutzenergie für die elektrische Ausrüstung umgewandelt, beispielsweise in die mechanische Energie des Motors und die Energie der Batterie. Chemische Energie usw.
Es ist ersichtlich, dass die Größe der elektromotorischen Gegenkraft die Fähigkeit des elektrischen Geräts bedeutet, die gesamte Eingangsenergie in Nutzenergie umzuwandeln, und den Grad der Umwandlungsfähigkeit des elektrischen Geräts widerspiegelt.
4. Wovon hängt die Größe der gegenelektromotorischen Kraft ab?
Geben Sie zunächst die Berechnungsformel der gegenelektromotorischen Kraft an:
E ist die elektromotorische Kraft der Spule, ψ ist die magnetische Verbindung, f ist die Frequenz, N ist die Anzahl der Windungen und Φ ist der magnetische Fluss.
Basierend auf der obigen Formel glaube ich, dass jeder wahrscheinlich einige Faktoren nennen kann, die die Größe der elektromotorischen Gegenkraft beeinflussen. Hier ist eine Zusammenfassung eines Artikels:
(1) Die gegenelektromotorische Kraft ist gleich der Änderungsrate der magnetischen Verbindung. Je höher die Drehzahl, desto größer die Änderungsrate und desto größer die elektromotorische Gegenkraft.
(2) Die Magnetverbindung selbst entspricht der Anzahl der Windungen multipliziert mit der Magnetverbindung mit einer Windung. Daher gilt: Je höher die Windungszahl, desto größer ist die magnetische Verbindung und desto größer ist die elektromotorische Gegenkraft.
(3) Die Anzahl der Windungen hängt vom Wicklungsschema, der Stern-Dreieck-Schaltung, der Anzahl der Windungen pro Nut, der Anzahl der Phasen, der Anzahl der Zähne, der Anzahl der parallelen Zweige, dem Ganzteilungs- oder Kurzteilungsschema ab.
(4) Die magnetische Verbindung mit einer Windung ist gleich der magnetomotorischen Kraft dividiert durch den magnetischen Widerstand. Je größer daher die magnetomotorische Kraft ist, desto kleiner ist der magnetische Widerstand in Richtung der magnetischen Verbindung und desto größer ist die elektromotorische Gegenkraft.
(5) Der magnetische Widerstandhängt mit dem Zusammenwirken von Luftspalt und Polschlitz zusammen. Je größer der Luftspalt, desto größer der magnetische Widerstand und desto kleiner die elektromotorische Gegenkraft. Die Pol-Nut-Koordination ist relativ komplex und erfordert eine detaillierte Analyse;
(6) Die magnetomotorische Kraft hängt mit der Remanenz des Magneten und der wirksamen Fläche des Magneten zusammen. Je größer die Remanenz, desto höher ist die elektromotorische Gegenkraft. Die effektive Fläche hängt von der Magnetisierungsrichtung, Größe und Platzierung des Magneten ab und erfordert eine spezifische Analyse;
(7) Der Restmagnetismus hängt von der Temperatur ab. Je höher die Temperatur, desto geringer ist die gegenelektromotorische Kraft.
Zusammenfassend gehören zu den Einflussfaktoren der gegenelektromotorischen Kraft die Drehzahl, die Anzahl der Windungen pro Schlitz, die Anzahl der Phasen, die Anzahl der parallelen Zweige, die kurze Gesamtteilung, der Magnetkreis des Motors, die Luftspaltlänge, die Pol-Schlitz-Koordination, der Restmagnetismus des Magneten, und Magnetplatzierungsposition. Und Magnetgröße, Magnetisierungsrichtung des Magneten, Temperatur.
5. Wie wählt man die Größe der gegenelektromotorischen Kraft bei der Motorkonstruktion?
Bei der Motorkonstruktion ist die gegenelektromotorische Kraft E sehr wichtig. Ich denke, wenn die elektromotorische Gegenkraft gut ausgelegt ist (geeignete Größenauswahl und niedrige Wellenformverzerrungsrate), wird der Motor gut sein. Die Hauptauswirkungen der gegenelektromotorischen Kraft auf Motoren sind folgende:
1. Die Größe der gegenelektromotorischen Kraft bestimmt den Feldschwächungspunkt des Motors, und der Feldschwächungspunkt bestimmt die Verteilung der Motoreffizienzkarte.
2. Die Verzerrungsrate der Wellenform der gegenelektromotorischen Kraft beeinflusst das Welligkeitsdrehmoment des Motors und die Stabilität der Drehmomentabgabe, wenn der Motor läuft.
3. Die Größe der gegenelektromotorischen Kraft bestimmt direkt den Drehmomentkoeffizienten des Motors, und der gegenelektromotorische Kraftkoeffizient ist direkt proportional zum Drehmomentkoeffizienten. Daraus können wir die folgenden Widersprüche im Motordesign ableiten:
A. Wenn die elektromotorische Gegenkraft zunimmt, kann der Motor ein hohes Drehmoment aufrechterhaltendes ControllersBegrenzen Sie den Strom im Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl, können Sie jedoch bei hohen Drehzahlen kein Drehmoment abgeben oder sogar die erwartete Drehzahl erreichen.
B. Wenn die elektromotorische Gegenkraft klein ist, kann der Motor im Hochgeschwindigkeitsbereich immer noch Leistung erbringen, das Drehmoment kann jedoch bei niedriger Geschwindigkeit nicht mit dem gleichen Steuerstrom erreicht werden.
Daher hängt die Auslegung der gegenelektromotorischen Kraft von den tatsächlichen Anforderungen des Motors ab. Wenn beispielsweise bei der Konstruktion eines kleinen Motors bei niedriger Drehzahl noch ein ausreichendes Drehmoment abgegeben werden soll, muss die elektromotorische Gegenkraft größer ausgelegt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.02.2024