1. Як виникає зворотна електрорушійна сила?
Насправді генерацію зворотної електрорушійної сили легко зрозуміти. Учні з кращою пам’яттю повинні знати, що вони стикалися з цим ще в молодшій школі та середній школі. Однак тоді це називалося індукованою електрорушійною силою. Принцип полягає в тому, що провідник розрізає магнітні лінії. Поки є два Відносний рух достатньо, або магнітне поле не рухається і провідник переривається; також може бути, що провідник не рухається, а магнітне поле рухається.
Для постійного магніту синхрондвигун, його котушки закріплені на статорі (провіднику), а постійні магніти закріплені на роторі (магнітне поле). Коли ротор обертається, магнітне поле, створене постійними магнітами на роторі, обертатиметься і притягуватиметься статором. Котушку на котушці розрізають ізворотна електрорушійна силагенерується в котушці. Чому це називається зворотною електрорушійною силою? Як випливає з назви, оскільки напрямок зворотної електрорушійної сили E протилежний напрямку напруги на клемі U (як показано на малюнку 1).
2. Яка залежність між зворотною електрорушійною силою та напругою на клемі?
На малюнку 1 видно, що залежність між зворотною електрорушійною силою та напругою на клемі під навантаженням така:
Для випробування зворотної електрорушійної сили, як правило, перевіряється без навантаження, без струму та зі швидкістю обертання 1000 об/хв. Як правило, визначається значення 1000 обертів на хвилину, а коефіцієнт зворотної електрорушійної сили = середньому значенню зворотної електрорушійної сили/швидкості. Коефіцієнт зворотної електрорушійної сили є важливим параметром двигуна. Тут слід зазначити, що зворотна електрорушійна сила під навантаженням постійно змінюється, перш ніж швидкість стає стабільною. З рівняння (1) ми можемо знати, що зворотна електрорушійна сила під навантаженням менша за напругу на клемі. Якщо зворотна електрорушійна сила більша за напругу на клемі, він стає генератором і видає напругу назовні. Оскільки опір і струм при фактичній роботі малі, значення зворотної електрорушійної сили приблизно дорівнює напрузі на клемі і обмежене номінальним значенням напруги на клемі.
3. Фізичний зміст зворотної електрорушійної сили
Уявіть, що було б, якби не існувало зворотної електрорушійної сили? З рівняння (1) видно, що без зворотної електрорушійної сили весь двигун еквівалентний чистому резистеру і стає пристроєм, який генерує особливо серйозне тепло. Цесуперечить тому факту, що двигун перетворює електричну енергію вмеханічна енергія.
У відносинах перетворення електричної енергії
, UЦе вхідна електрична енергія, наприклад, вхідна електрична енергія в батарею, двигун або трансформатор; I2Rt – енергія втрат тепла в кожному контурі, ця частина енергії є різновидом енергії втрат тепла, чим менше, тим краще; вхідна електрична енергія та втрати тепла Різниця в електричній енергії - це частина корисної енергії, що відповідає зворотній електрорушійній силі.
, іншими словами, зворотна електрорушійна сила використовується для генерації корисної енергії, яка обернено пропорційна втратам тепла. Чим більші втрати тепла, тим менша корисна енергія може бути отримана.
Об’єктивно кажучи, зворотна електрорушійна сила споживає електричну енергію в ланцюзі, але це не «втрата». Частина електричної енергії, що відповідає зворотній електрорушійній силі, буде перетворена в корисну енергію для електричного обладнання, таку як механічна енергія двигуна та енергія батареї. Хімічна енергія тощо.
Видно, що величина зворотної електрорушійної сили означає здатність електрообладнання перетворювати загальну вхідну енергію в корисну енергію та відображає рівень здатності електрообладнання до перетворення.
4. Від чого залежить величина зворотної електрорушійної сили?
Спочатку наведіть формулу розрахунку зворотної електрорушійної сили:
E — електрорушійна сила котушки, ψ — магнітний зв’язок, f — частота, N — кількість витків, Φ — магнітний потік.
Виходячи з наведеної вище формули, я вважаю, що кожен може визначити кілька факторів, які впливають на величину зворотної електрорушійної сили. Ось короткий зміст статті:
(1) Зворотна електрорушійна сила дорівнює швидкості зміни магнітного зв’язку. Чим вище швидкість обертання, тим більше швидкість зміни і тим більше зворотна електрорушійна сила;
(2) Сама магнітна ланка дорівнює числу витків, помноженому на одновиткову магнітну ланку. Отже, чим більше число витків, тим більше магнітна ланка і тим більше зворотна електрорушійна сила;
(3) Кількість витків залежить від схеми намотування, з’єднання зірка-трикутник, кількості витків на паз, кількості фаз, кількості зубців, кількості паралельних гілок, схеми з повним або коротким кроком;
(4) Одновитковий магнітний зв’язок дорівнює магніторушійній силі, поділеній на магнітний опір. Отже, чим більше магніторушійна сила, тим менше магнітний опір у напрямку магнітного зв'язку і тим більше зворотна електрорушійна сила;
(5) Магнітний опірпов'язаний із взаємодією повітряного проміжку та полюсної щілини. Чим більший повітряний зазор, тим більший магнітний опір і менша зворотна електрорушійна сила. Координація полюс-паз є відносно складною і вимагає детального аналізу;
(6) Магніторушійна сила пов’язана із залишковою намагніченістю магніту та ефективною площею магніту. Чим більше залишкова намагніченість, тим вище зворотна електрорушійна сила. Ефективна площа пов’язана з напрямком намагнічування, розміром і розташуванням магніту, і вимагає спеціального аналізу;
(7) Залишковий магнетизм пов'язаний з температурою. Чим вища температура, тим менша зворотна електрорушійна сила.
Підсумовуючи, фактори впливу зворотної електрорушійної сили включають швидкість обертання, кількість витків на паз, кількість фаз, кількість паралельних гілок, короткий загальний крок, магнітне коло двигуна, довжину повітряного зазору, координацію полюсів і пазів, залишковий магнетизм магніту, і розташування магніту. І розмір магніту, напрям намагніченості магніту, температура.
5. Як вибрати величину зворотної електрорушійної сили в конструкції двигуна?
У конструкції двигуна дуже важлива зворотна електрорушійна сила E. Я думаю, якщо зворотна електрорушійна сила добре розроблена (вибір відповідного розміру та низька швидкість спотворення форми сигналу), двигун буде хорошим. Основні ефекти зворотної електрорушійної сили на двигуни такі:
1. Величина зворотної електрорушійної сили визначає точку ослаблення поля двигуна, а точка ослаблення поля визначає розподіл карти ефективності двигуна.
2. Швидкість спотворення форми хвилі зворотної електрорушійної сили впливає на пульсації крутного моменту двигуна та стабільність вихідного крутного моменту, коли двигун працює.
3. Розмір зворотної електрорушійної сили безпосередньо визначає коефіцієнт крутного моменту двигуна, а коефіцієнт зворотної електрорушійної сили прямо пропорційний коефіцієнту крутного моменту. Звідси можна вивести наступні протиріччя, з якими стикається конструкція двигуна:
a. Коли зворотна електрорушійна сила збільшується, двигун може підтримувати високий крутний моментконтролераобмежує струм у низькій робочій зоні, але не може видавати крутний момент на високих швидкостях або навіть досягати очікуваної швидкості;
b. Коли зворотна електрорушійна сила невелика, двигун все ще має вихідну здатність у високошвидкісній зоні, але крутний момент не може бути досягнутий за того самого струму регулятора на низькій швидкості.
Тому конструкція зворотної електрорушійної сили залежить від фактичних потреб двигуна. Наприклад, у конструкції невеликого двигуна, якщо потрібно все ще видавати достатній крутний момент на низькій швидкості, тоді зворотна електрорушійна сила повинна бути більшою.
Час публікації: 04 лютого 2024 р