Задна електромагнетна сила на синхрон мотор со перманентен магнет

Задна електромагнетна сила на синхрон мотор со перманентен магнет

1. Како се генерира обратна електромагнетна сила?

Генерирањето на обратна електромоторна сила е лесно за разбирање. Принципот е дека спроводникот ги сече магнетните линии на сила. Доколку постои релативно движење помеѓу двете, магнетното поле може да биде стационарно, а спроводникот го сече, или спроводникот може да биде стационарен, а магнетното поле се движи.

Кај синхроните мотори со перманентни магнети, нивните намотки се фиксирани на статорот (спроводник), а перманентните магнети се фиксирани на роторот (магнетно поле). Кога роторот ротира, магнетното поле генерирано од перманентните магнети на роторот ќе ротира и ќе биде пресечено од намотките на статорот, генерирајќи обратна електромоторна сила во намотките. Зошто се нарекува обратна електромоторна сила? Како што сугерира името, насоката на обратната електромоторна сила E е спротивна од насоката на напонот на терминалот U (како што е прикажано на Слика 1).

Слика 1

2. Каква е врската помеѓу повратната електромагнетна сила и напонот на терминалот?

Од Слика 1 може да се види дека односот помеѓу задната електромоторна сила и напонот на терминалот под оптоварување е:

Тестот за задна електромоторна сила генерално се изведува без оптоварување, без струја и со брзина од 1000 вртежи во минута. Општо земено, вредноста од 1000 вртежи во минута се дефинира како коефициент на задна електромоторна сила = просечна вредност/брзина на задна електромоторна сила. Коефициентот на задна електромоторна сила е важен параметар на моторот. Треба да се напомене дека задна електромоторна сила под оптоварување постојано се менува пред брзината да се стабилизира. Од формулата (1), можеме да знаеме дека задна електромоторна сила под оптоварување е помала од напонот на терминалот. Ако задна електромоторна сила е поголема од напонот на терминалот, таа станува генератор и испушта напон кон надвор. Бидејќи отпорот и струјата при реална работа се мали, вредноста на задна електромоторна сила е приближно еднаква на напонот на терминалот и е ограничена од номиналната вредност на напонот на терминалот.

3. Физичкото значење на обратната електромоторна сила

Замислете што би се случило ако не постоеше обратна електромагнетна сила? Од равенката (1), можеме да видиме дека без обратна електромагнетна сила, целиот мотор е еквивалентен на чист отпорник, станувајќи уред кој генерира многу топлина, што е спротивно на претворањето на електричната енергија од страна на моторот во механичка енергија. Во равенката за конверзија на електрична енергијаUIt е влезната електрична енергија, како што е влезната електрична енергија на батерија, мотор или трансформатор; I2Rt е енергијата на загуба на топлина во секое коло, што е еден вид енергија на загуба на топлина, колку е помала толку подобро; разликата помеѓу влезната електрична енергија и електричната енергија на загуба на топлина, е корисна енергија што одговара на обратната електромоторна сила.Со други зборови, обратната електромагнетна сила се користи за генерирање корисна енергија и е обратно пропорционална на загубата на топлина. Колку е поголема енергијата на загубата на топлина, толку е помала достапната корисна енергија. Објективно кажано, обратната електромоторна сила троши електрична енергија во колото, но таа не е „загуба“. Делот од електричната енергија што одговара на обратната електромоторна сила ќе се претвори во корисна енергија за електрична опрема, како што се механичката енергија на моторите, хемиската енергија на батериите итн.

Од ова може да се види дека големината на задната електромоторна сила значи способност на електричната опрема да ја претвори вкупната влезна енергија во корисна енергија, што го одразува нивото на способност за конверзија на електричната опрема.

4. Од што зависи големината на обратната електромоторна сила?

Формулата за пресметување на обратна електромоторна сила е:

E е електромоторна сила на намотката, ψ е магнетниот флукс, f е фреквенцијата, N е бројот на навивки, а Φ е магнетниот флукс.
Врз основа на горенаведената формула, верувам дека секој веројатно може да каже неколку фактори кои влијаат на големината на обратната електромоторна сила. Еве една статија за да ја сумираме:

(1) Задна електромагнетна сила е еднаква на брзината на промена на магнетниот флукс. Колку е поголема брзината, толку е поголема брзината на промена и толку е поголема задна електромагнетна сила.

(2) Самиот магнетен флукс е еднаков на бројот на навивки помножен со магнетниот флукс во еден навив. Затоа, колку е поголем бројот на навивки, толку е поголем магнетниот флукс и толку е поголема обратната електромагнетна сила.

(3) Бројот на намотки е поврзан со шемата на намотување, како што се ѕвезда-триаголна врска, број на намотки по отвор, број на фази, број на заби, број на паралелни гранки и шема со целосен или краток наклон.

(4) Магнетниот флукс во еден свиок е еднаков на магнетомоторната сила поделена со магнетниот отпор. Затоа, колку е поголема магнетомоторната сила, толку е помал магнетниот отпор во насоката на магнетниот флукс и толку е поголема обратната електромагнетна сила.

(5) Магнетниот отпор е поврзан со воздушниот јаз и координацијата помеѓу половите. Колку е поголем воздушниот јаз, толку е поголем магнетниот отпор и толку е помала обратната електромагнетна сила. Координацијата помеѓу половите е посложена и бара специфична анализа.

(6) Магнетомотивната сила е поврзана со преостанатиот магнетизам на магнетот и ефективната површина на магнетот. Колку е поголем преостанатиот магнетизам, толку е поголема повратната електромагнетна сила. Ефективната површина е поврзана со насоката на магнетизација, големината и поставеноста на магнетот и бара специфична анализа.

(7) Резидуалниот магнетизам е поврзан со температурата. Колку е повисока температурата, толку е помала повратната електромагнетна сила.

Накратко, факторите што влијаат на повратната ЕМП вклучуваат брзина на ротација, број на вртења по отвор, број на фази, број на паралелни гранки, целосен и краток чекор, магнетно коло на моторот, должина на воздушен јаз, совпаѓање на пол-процеп, резидуален магнетизам на магнетен челик, поставеност и големина на магнетен челик, насока на магнетизација на магнетен челик и температура.

5. Како да се избере големината на обратната електромоторна сила во дизајнот на моторот?

Во дизајнот на моторот, заднинската електромагнетна сила E е многу важна. Ако заднинската електромагнетна сила е добро дизајнирана (соодветна големина, мала дисторзија на брановата форма), моторот е добар. Задниот електромагнетен сили има неколку главни ефекти врз моторот:

1. Големината на задната електромагнетна сила ја одредува слабата магнетна точка на моторот, а слабата магнетна точка ја одредува распределбата на мапата на ефикасност на моторот.
2. Стапката на дисторзија на брановиот облик на обратниот ЕМП влијае на вртежниот момент на бранување на моторот и мазноста на излезниот вртежен момент кога моторот работи.
3. Големината на задниот ЕМП директно го одредува коефициентот на вртежен момент на моторот, а коефициентот на задниот ЕМП е пропорционален на коефициентот на вртежен момент.
Од ова, може да се добијат следните противречности во дизајнот на моторот:
a. Кога повратната електромагнетна сила (ЕМП) е голема, моторот може да одржува висок вртежен момент на граничната струја на контролерот во работната област со мала брзина, но не може да произведе вртежен момент при голема брзина, па дури ни не може да ја достигне очекуваната брзина;
б. Кога повратната електромагнетна сила е мала, моторот сè уште има излезен капацитет во областа со голема брзина, но вртежниот момент не може да се постигне со истата струја на контролерот при мала брзина.

6. Позитивното влијание на обратната електромагнетна сила врз моторите со перманентни магнети.

Постоењето на обратна електромагнетна сила е многу важно за работата на моторите со перманентни магнети. Тоа може да донесе некои предности и посебни функции на моторите:
а. Заштеда на енергија
Задната електромагнетна сила генерирана од моторите со перманентен магнет може да ја намали струјата на моторот, со што се намалува загубата на моќност, се намалува загубата на енергија и се постигнува целта на заштеда на енергија.
б. Зголемување на вртежниот момент
Обратната електромагнетна сила е спротивна на напонот на напојувањето. Кога брзината на моторот се зголемува, и обрната електромагнетна сила исто така се зголемува. Обратниот напон ќе ја намали индуктивноста на намотката на моторот, што резултира со зголемување на струјата. Ова му овозможува на моторот да генерира дополнителен вртежен момент и да ги подобри енергетските перформанси на моторот.
в. Забавување наназад
Откако моторот со перманентен магнет ќе ја изгуби моќноста, поради постоењето на обратен електромагнетен полимер (ЕМП), тој може да продолжи да генерира магнетен флукс и да го натера роторот да продолжи да ротира, што го формира ефектот на обратна брзина на ЕМП, што е многу корисно во некои апликации, како што се машински алати и друга опрема.

Накратко, задните електромагнетни полиња се неопходен елемент на моторите со перманентни магнети. Тој носи многу придобивки за моторите со перманентни магнети и игра многу важна улога во дизајнот и производството на моторите. Големината и брановата форма на задните електромагнетни полиња зависат од фактори како што се дизајнот, процесот на производство и условите за употреба на моторот со перманентни магнети. Големината и брановата форма на задните електромагнетни полиња имаат важно влијание врз перформансите и стабилноста на моторот.

Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)е професионален производител на синхрони мотори со трајни магнети. Нашиот технички центар има повеќе од 40 вработени во истражување и развој, поделени во три оддели: дизајн, процес и тестирање, специјализирани за истражување и развој, дизајн и иновации на процесите на синхрони мотори со трајни магнети. Користејќи професионален софтвер за дизајн и саморазвиени специјални програми за дизајн на мотори со трајни магнети, за време на процесот на дизајнирање и производство на моторот, големината и брановата форма на задната електромоторна сила ќе бидат внимателно разгледани според реалните потреби и специфичните услови за работа на корисникот за да се обезбедат перформансите и стабилноста на моторот и да се подобри енергетската ефикасност на моторот.

Авторски права: Оваа статија е препечатување на јавниот број на WeChat „电机技术及应用“, оригиналната врска https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Оваа статија не ги претставува ставовите на нашата компанија. Доколку имате различни мислења или ставови, ве молиме исправете нè!