1. Comment la force contre-électromotrice est-elle générée ?
En fait, la génération d’une force contre-électromotrice est facile à comprendre. Les élèves ayant une meilleure mémoire doivent savoir qu'ils y ont été exposés dès le collège et le lycée. Cependant, on l’appelait à l’époque force électromotrice induite. Le principe est qu'un conducteur coupe les lignes magnétiques. Tant qu'il y a deux mouvements relatifs suffisants, soit le champ magnétique ne bouge pas et le conducteur se coupe ; il se peut aussi que le conducteur ne bouge pas et que le champ magnétique se déplace.
Pour un aimant permanent synchronemoteur, ses bobines sont fixées sur le stator (conducteur), et les aimants permanents sont fixés sur le rotor (champ magnétique). Lorsque le rotor tourne, le champ magnétique généré par les aimants permanents du rotor tourne et est attiré par le stator. La bobine sur la bobine est coupée etune force contre-électromotriceest généré dans la bobine. Pourquoi est-elle appelée force électromotrice ? Comme son nom l'indique, parce que la direction de la force contre-électromotrice E est opposée à la direction de la tension aux bornes U (comme le montre la figure 1).
2. Quelle est la relation entre la force contre-électromotrice et la tension aux bornes ?
On peut voir sur la figure 1 que la relation entre la force contre-électromotrice et la tension aux bornes sous charge est :
Pour le test de force contre-électromotrice, il est généralement testé à vide, sans courant et la vitesse de rotation est de 1 000 tr/min. Généralement, la valeur de 1000 tr/min est définie, et le coefficient de force contre-électromotrice = la valeur moyenne de la force/vitesse contre-électromotrice. Le coefficient de force contre-électromotrice est un paramètre important du moteur. Il convient de noter ici que la force contre-électromotrice sous charge change constamment avant que la vitesse ne soit stable. À partir de l’équation (1), nous pouvons savoir que la force contre-électromotrice sous charge est inférieure à la tension aux bornes. Si la force contre-électromotrice est supérieure à la tension aux bornes, elle devient un générateur et émet une tension vers l'extérieur. Étant donné que la résistance et le courant en fonctionnement réel sont faibles, la valeur de la force contre-électromotrice est approximativement égale à la tension aux bornes et est limitée par la valeur nominale de la tension aux bornes.
3. La signification physique de la force contre-électromotrice
Imaginez ce qui se passerait si la force contre-électromotrice n’existait pas ? L'équation (1) montre que sans force contre-électromotrice, le moteur entier équivaut à une pure résistance et devient un appareil qui génère une chaleur particulièrement importante. Ceest contraire au fait que le moteur convertit l'énergie électrique enénergie mécanique.
Dans la relation de conversion de l’énergie électrique
, UIl s'agit de l'énergie électrique d'entrée, telle que l'énergie électrique d'entrée dans une batterie, un moteur ou un transformateur ; I2Rt est l'énergie de perte de chaleur dans chaque circuit, cette partie de l'énergie est une sorte d'énergie de perte de chaleur, plus elle est petite, mieux c'est ; Énergie électrique d'entrée et perte de chaleur La différence d'énergie électrique est la partie de l'énergie utile correspondant à la force contre-électromotrice.
, en d’autres termes, la force contre-électromotrice est utilisée pour générer de l’énergie utile, qui est inversement proportionnelle à la perte de chaleur. Plus l’énergie thermique perdue est importante, plus l’énergie utile pouvant être obtenue est faible.
Objectivement parlant, la force contre-électromotrice consomme de l'énergie électrique dans le circuit, mais ce n'est pas une « perte ». La partie de l'énergie électrique correspondant à la force contre-électromotrice sera convertie en énergie utile pour l'équipement électrique, comme l'énergie mécanique du moteur et l'énergie de la batterie. Énergie chimique, etc.
On peut voir que la taille de la force contre-électromotrice signifie la capacité de l'équipement électrique à convertir l'énergie totale d'entrée en énergie utile et reflète le niveau de capacité de conversion de l'équipement électrique.
4. De quoi dépend la taille de la force contre-électromotrice ?
Donnez d’abord la formule de calcul de la force contre-électromotrice :
E est la force électromotrice de la bobine, ψ est la liaison magnétique, f est la fréquence, N est le nombre de tours et Φ est le flux magnétique.
Sur la base de la formule ci-dessus, je pense que tout le monde peut probablement identifier quelques facteurs qui affectent la taille de la force contre-électromotrice. Voici le résumé d'un article :
(1) La force contre-électromotrice est égale au taux de changement de la liaison magnétique. Plus la vitesse de rotation est élevée, plus le taux de changement est élevé et plus la force contre-électromotrice est importante ;
(2) Le lien magnétique lui-même est égal au nombre de tours multiplié par le lien magnétique monotour. Par conséquent, plus le nombre de tours est élevé, plus le lien magnétique est grand et plus la force contre-électromotrice est grande ;
(3) Le nombre de tours est lié au schéma d'enroulement, à la connexion étoile-triangle, au nombre de tours par emplacement, au nombre de phases, au nombre de dents, au nombre de branches parallèles, au schéma à pas entier ou à pas court ;
(4) La liaison magnétique monotour est égale à la force magnétomotrice divisée par la résistance magnétique. Par conséquent, plus la force magnétomotrice est grande, plus la résistance magnétique dans la direction de la liaison magnétique est faible et plus la force contre-électromotrice est grande ;
(5) La résistance magnétiqueest lié à la coopération de l'entrefer et de la fente du pôle. Plus l’entrefer est grand, plus la résistance magnétique est grande et plus la force contre-électromotrice est faible. La coordination pôle-rainure est relativement complexe et nécessite une analyse détaillée ;
(6) La force magnétomotrice est liée à la rémanence de l'aimant et à la surface effective de l'aimant. Plus la rémanence est grande, plus la force contre-électromotrice est élevée. La zone efficace est liée à la direction de magnétisation, à la taille et à l'emplacement de l'aimant et nécessite une analyse spécifique ;
(7) Le magnétisme résiduel est lié à la température. Plus la température est élevée, plus la force contre-électromotrice est faible.
En résumé, les facteurs d'influence de la force contre-électromotrice comprennent la vitesse de rotation, le nombre de tours par fente, le nombre de phases, le nombre de branches parallèles, le pas global court, le circuit magnétique du moteur, la longueur de l'entrefer, la coordination pôle-fente, le magnétisme résiduel de l'aimant, et la position de placement de l'aimant. Et la taille de l'aimant, la direction de magnétisation de l'aimant, la température.
5. Comment choisir la taille de la force contre-électromotrice dans la conception du moteur ?
Dans la conception d’un moteur, la force contre-électromotrice E est très importante. Je pense que si la force contre-électromotrice est bien conçue (sélection de taille appropriée et faible taux de distorsion de la forme d'onde), le moteur sera bon. Les principaux effets de la force contre-électromotrice sur les moteurs sont les suivants :
1. La taille de la force contre-électromotrice détermine le point d'affaiblissement du champ du moteur, et le point d'affaiblissement du champ détermine la distribution de la carte d'efficacité du moteur.
2. Le taux de distorsion de la forme d'onde de la force contre-électromotrice affecte le couple d'ondulation du moteur et la stabilité du couple de sortie lorsque le moteur tourne.
3. La taille de la force contre-électromotrice détermine directement le coefficient de couple du moteur, et le coefficient de force contre-électromotrice est directement proportionnel au coefficient de couple. De là, nous pouvons tirer les contradictions suivantes rencontrées dans la conception des moteurs :
un. À mesure que la force contre-électromotrice augmente, le moteur peut maintenir un couple élevé sousle contrôleurlimiter le courant dans la zone de fonctionnement à basse vitesse, mais ne peut pas produire de couple à haute vitesse, ni même atteindre la vitesse attendue ;
b. Lorsque la force contre-électromotrice est faible, le moteur a toujours une capacité de sortie dans la zone à grande vitesse, mais le couple ne peut pas être atteint sous le même courant de contrôleur à basse vitesse.
Par conséquent, la conception de la force contre-électromotrice dépend des besoins réels du moteur. Par exemple, dans la conception d'un petit moteur, s'il est nécessaire de produire un couple suffisant à faible vitesse, alors la force contre-électromotrice doit être conçue pour être plus grande.
Heure de publication : 04 février 2024