1. Πώς δημιουργείται η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη;
Στην πραγματικότητα, η δημιουργία πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι εύκολα κατανοητή. Οι μαθητές με καλύτερη μνήμη πρέπει να γνωρίζουν ότι έχουν εκτεθεί σε αυτήν ήδη από το γυμνάσιο και το γυμνάσιο. Ωστόσο, ονομαζόταν επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη εκείνη την εποχή. Η αρχή είναι ότι ένας αγωγός κόβει μαγνητικές γραμμές. Όσο υπάρχουν δύο Η σχετική κίνηση είναι αρκετή, είτε το μαγνητικό πεδίο δεν κινείται και ο αγωγός κόβει. Μπορεί επίσης να μην κινείται ο αγωγός και να κινείται το μαγνητικό πεδίο.
Για μόνιμο μαγνήτη σύγχρονομοτέρ, τα πηνία του είναι στερεωμένα στον στάτορα (αγωγός), και οι μόνιμοι μαγνήτες στερεώνονται στον ρότορα (μαγνητικό πεδίο). Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τους μόνιμους μαγνήτες στον ρότορα θα περιστρέφεται και θα έλκεται από τον στάτορα. Το πηνίο στο πηνίο κόβεται καιμια πίσω ηλεκτροκινητική δύναμηπαράγεται στο πηνίο. Γιατί ονομάζεται αντίστροφη ηλεκτροκινητική δύναμη; Όπως υποδηλώνει το όνομα, επειδή η κατεύθυνση της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης Ε είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της τάσης ακροδεκτών U (όπως φαίνεται στο σχήμα 1).
2. Ποια είναι η σχέση μεταξύ της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης και της τάσης ακροδεκτών;
Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 1 ότι η σχέση μεταξύ της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης και της τάσης ακροδεκτών υπό φορτίο είναι:
Για τη δοκιμή της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης, δοκιμάζεται γενικά υπό συνθήκες χωρίς φορτίο, χωρίς ρεύμα και η ταχύτητα περιστροφής είναι 1000 rpm. Γενικά, ορίζεται η τιμή των 1000 rpm και ο συντελεστής οπίσθιας ηλεκτροκινητικής δύναμης = η μέση τιμή της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης/ταχύτητας. Ο συντελεστής ηλεκτροκινητικής δύναμης πίσω είναι μια σημαντική παράμετρος του κινητήρα. Πρέπει να σημειωθεί εδώ ότι η οπίσθια ηλεκτροκινητική δύναμη υπό φορτίο αλλάζει συνεχώς προτού η ταχύτητα είναι σταθερή. Από την εξίσωση (1), μπορούμε να γνωρίζουμε ότι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη υπό φορτίο είναι μικρότερη από την τάση ακροδεκτών. Εάν η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη είναι μεγαλύτερη από την τάση ακροδεκτών, γίνεται γεννήτρια και εξέρχεται τάση προς τα έξω. Δεδομένου ότι η αντίσταση και το ρεύμα στην πραγματική εργασία είναι μικρά, η τιμή της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι περίπου ίση με την τάση ακροδεκτών και περιορίζεται από την ονομαστική τιμή της τάσης ακροδεκτών.
3. Η φυσική έννοια της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης
Φανταστείτε τι θα συνέβαινε αν δεν υπήρχε η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη; Μπορεί να φανεί από την εξίσωση (1) ότι χωρίς πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη, ολόκληρος ο κινητήρας είναι ισοδύναμος με μια καθαρή αντίσταση και γίνεται μια συσκευή που παράγει ιδιαίτερα σοβαρή θερμότητα. Αυτόείναι αντίθετο με το γεγονός ότι ο κινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σεμηχανική ενέργεια.
Στη σχέση μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας
, UIt είναι η ηλεκτρική ενέργεια εισόδου, όπως η ηλεκτρική ενέργεια εισόδου σε μπαταρία, κινητήρα ή μετασχηματιστή. Το I2Rt είναι η ενέργεια απώλειας θερμότητας σε κάθε κύκλωμα, αυτό το μέρος της ενέργειας είναι ένα είδος ενέργειας απώλειας θερμότητας, όσο μικρότερη τόσο το καλύτερο. εισαγόμενη ηλεκτρική ενέργεια και απώλεια θερμότητας Η διαφορά στην ηλεκτρική ενέργεια είναι το μέρος της ωφέλιμης ενέργειας που αντιστοιχεί στην πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη.
, με άλλα λόγια, η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη χρησιμοποιείται για την παραγωγή χρήσιμης ενέργειας, η οποία σχετίζεται αντιστρόφως με την απώλεια θερμότητας. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια απώλειας θερμότητας, τόσο μικρότερη είναι η ωφέλιμη ενέργεια που μπορεί να επιτευχθεί.
Αντικειμενικά μιλώντας, η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη καταναλώνει την ηλεκτρική ενέργεια στο κύκλωμα, αλλά δεν είναι «απώλεια». Το μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που αντιστοιχεί στην πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη θα μετατραπεί σε χρήσιμη ενέργεια για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό, όπως η μηχανική ενέργεια του κινητήρα και η ενέργεια της μπαταρίας. Χημική ενέργεια κλπ.
Μπορεί να φανεί ότι το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης σημαίνει την ικανότητα του ηλεκτρικού εξοπλισμού να μετατρέπει τη συνολική ενέργεια εισόδου σε χρήσιμη ενέργεια και αντανακλά το επίπεδο της ικανότητας μετατροπής του ηλεκτρικού εξοπλισμού.
4. Από τι εξαρτάται το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης;
Πρώτα δώστε τον τύπο υπολογισμού της οπίσθιας ηλεκτροκινητικής δύναμης:
E είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη του πηνίου, ψ είναι η μαγνητική σύνδεση, f είναι η συχνότητα, N είναι ο αριθμός των στροφών και Φ είναι η μαγνητική ροή.
Με βάση τον παραπάνω τύπο, πιστεύω ότι ο καθένας μπορεί πιθανώς να πει μερικούς παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης. Ακολουθεί μια περίληψη ενός άρθρου:
(1) Η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη είναι ίση με τον ρυθμό μεταβολής του μαγνητικού δεσμού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα περιστροφής, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός αλλαγής και τόσο μεγαλύτερη είναι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη.
(2) Ο ίδιος ο μαγνητικός σύνδεσμος είναι ίσος με τον αριθμό των στροφών πολλαπλασιαζόμενος με τον μαγνητικό σύνδεσμο μιας στροφής. Επομένως, όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των στροφών, τόσο μεγαλύτερος είναι ο μαγνητικός σύνδεσμος και τόσο μεγαλύτερη είναι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη.
(3) Ο αριθμός των στροφών σχετίζεται με το σχήμα περιέλιξης, τη σύνδεση αστέρα-τρίγων, τον αριθμό στροφών ανά σχισμή, τον αριθμό των φάσεων, τον αριθμό των δοντιών, τον αριθμό των παράλληλων διακλαδώσεων, το σχήμα ολόκληρου βήματος ή μικρού βήματος.
(4) Η μαγνητική σύνδεση μιας στροφής είναι ίση με τη μαγνητοκινητική δύναμη διαιρούμενη με τη μαγνητική αντίσταση. Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η μαγνητοκινητική δύναμη, τόσο μικρότερη είναι η μαγνητική αντίσταση προς την κατεύθυνση του μαγνητικού δεσμού και τόσο μεγαλύτερη είναι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη.
(5) Η μαγνητική αντίστασησχετίζεται με τη συνεργασία του διακένου αέρα και της σχισμής του πόλου. Όσο μεγαλύτερο είναι το διάκενο αέρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η μαγνητική αντίσταση και τόσο μικρότερη η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο συντονισμός πόλου-αυλακιού είναι σχετικά πολύπλοκος και απαιτεί λεπτομερή ανάλυση.
(6) Η μαγνητοκινητική δύναμη σχετίζεται με την παραμονή του μαγνήτη και την αποτελεσματική περιοχή του μαγνήτη. Όσο μεγαλύτερη είναι η παραμονή, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη. Η αποτελεσματική περιοχή σχετίζεται με την κατεύθυνση μαγνήτισης, το μέγεθος και την τοποθέτηση του μαγνήτη και απαιτεί ειδική ανάλυση.
(7) Ο υπολειπόμενος μαγνητισμός σχετίζεται με τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μικρότερη είναι η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη.
Συνοπτικά, οι παράγοντες που επηρεάζουν την οπίσθια ηλεκτροκινητική δύναμη περιλαμβάνουν ταχύτητα περιστροφής, αριθμό στροφών ανά σχισμή, αριθμό φάσεων, αριθμό παράλληλων διακλαδώσεων, σύντομο συνολικό βήμα, μαγνητικό κύκλωμα κινητήρα, μήκος διακένου αέρα, συντονισμός πόλων-σχισμής, υπολειπόμενος μαγνήτης, και θέση τοποθέτησης μαγνήτη. Και μέγεθος μαγνήτη, κατεύθυνση μαγνήτισης, θερμοκρασία.
5. Πώς να επιλέξετε το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης στο σχεδιασμό του κινητήρα;
Στο σχεδιασμό του κινητήρα, η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη Ε είναι πολύ σημαντική. Νομίζω ότι αν η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη είναι καλά σχεδιασμένη (κατάλληλη επιλογή μεγέθους και χαμηλός ρυθμός παραμόρφωσης κυματομορφής), ο κινητήρας θα είναι καλός. Οι κύριες επιδράσεις της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης στους κινητήρες είναι οι εξής:
1. Το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης καθορίζει το σημείο αποδυνάμωσης πεδίου του κινητήρα και το σημείο εξασθένησης πεδίου καθορίζει την κατανομή του χάρτη απόδοσης του κινητήρα.
2. Ο ρυθμός παραμόρφωσης της κυματομορφής της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης επηρεάζει τη ροπή κυματισμού του κινητήρα και τη σταθερότητα της ροπής εξόδου όταν ο κινητήρας λειτουργεί.
3. Το μέγεθος της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης καθορίζει άμεσα τον συντελεστή ροπής του κινητήρα και ο συντελεστής πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι ευθέως ανάλογος με τον συντελεστή ροπής. Από αυτό μπορούμε να αντλήσουμε τις ακόλουθες αντιφάσεις που αντιμετωπίζει ο σχεδιασμός του κινητήρα:
ένα. Καθώς η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη αυξάνεται, ο κινητήρας μπορεί να διατηρήσει υψηλή ροπή κάτωτου ελεγκτήνα περιορίσει το ρεύμα στην περιοχή λειτουργίας χαμηλής ταχύτητας, αλλά δεν μπορεί να δώσει ροπή σε υψηλές ταχύτητες ή ακόμη και να φτάσει την αναμενόμενη ταχύτητα.
σι. Όταν η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη είναι μικρή, ο κινητήρας εξακολουθεί να έχει ικανότητα εξόδου στην περιοχή υψηλής ταχύτητας, αλλά η ροπή δεν μπορεί να επιτευχθεί με το ίδιο ρεύμα ελεγκτή σε χαμηλή ταχύτητα.
Επομένως, ο σχεδιασμός της πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης εξαρτάται από τις πραγματικές ανάγκες του κινητήρα. Για παράδειγμα, στη σχεδίαση ενός μικρού κινητήρα, εάν απαιτείται να εξακολουθεί να παράγει επαρκή ροπή σε χαμηλή ταχύτητα, τότε η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη πρέπει να σχεδιαστεί ώστε να είναι μεγαλύτερη.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-04-2024