EMF posterior del motor síncron d'imant permanent

EMF posterior del motor síncron d'imant permanent

1. Com es genera la volta EMF?

La generació de força electromotriu posterior és fàcil d'entendre. El principi és que el conductor talla les línies de força magnètiques. Mentre hi hagi moviment relatiu entre ambdós, el camp magnètic pot ser estacionari i el conductor el talla, o el conductor pot estar estacionari i el camp magnètic es mou.

Per als motors síncrons d'imants permanents, les seves bobines es fixen a l'estator (conductor) i els imants permanents es fixen al rotor (camp magnètic). Quan el rotor gira, el camp magnètic generat pels imants permanents del rotor girarà i serà tallat per les bobines de l'estator, generant una força electromotriu inversa a les bobines. Per què s'anomena força electromotriu inversa? Com el seu nom indica, la direcció de la força electromotriu posterior E és oposada a la direcció de la tensió terminal U (com es mostra a la figura 1).

Figura 1

2. Quina relació hi ha entre la volta EMF posterior i la tensió terminal?

A la figura 1 es pot veure que la relació entre la força electromotriu posterior i la tensió terminal sota càrrega és:

La prova de força electromotriu posterior es realitza generalment en condicions sense càrrega, sense corrent i a una velocitat de 1000 rpm. Generalment, el valor de 1000 rpm es defineix com a coeficient d'EMF posterior = valor/velocitat mitjà de FEM posterior. El coeficient de back-EMF és un paràmetre important del motor. Cal assenyalar aquí que la CEM posterior sota càrrega canvia constantment abans que la velocitat sigui estable. A partir de la fórmula (1), podem saber que la força electromotriu posterior sota càrrega és menor que la tensió terminal. Si la força electromotriu posterior és més gran que la tensió terminal, es converteix en un generador i emet tensió a l'exterior. Com que la resistència i el corrent en el treball real són petits, el valor de la força electromotriu posterior és aproximadament igual a la tensió terminal i està limitat pel valor nominal de la tensió terminal.

3. El significat físic de la força electromotriu posterior

Imagineu què passaria si no existís l'EMF posterior? A partir de l'equació (1), podem veure que sense l'EMF posterior, tot el motor és equivalent a una resistència pura, convertint-se en un dispositiu que genera molta calor, la qual cosa és contrari a la conversió del motor d'energia elèctrica en energia mecànica. l'equació de conversió d'energia elèctrica,UIt és l'energia elèctrica d'entrada, com ara l'energia elèctrica d'entrada a una bateria, motor o transformador; I2Rt és l'energia de pèrdua de calor a cada circuit, que és una mena d'energia de pèrdua de calor, com més petita millor; la diferència entre l'energia elèctrica d'entrada i l'energia elèctrica de pèrdua de calor, és l'energia útil corresponent a la força electromotriu posterior.És a dir, els CEM posteriors s'utilitzen per generar energia útil i estan inversament relacionats amb la pèrdua de calor. Com més gran sigui l'energia de pèrdua de calor, menor serà l'energia útil assolible. Objectivament parlant, la força electromotriu posterior consumeix energia elèctrica al circuit, però no és una "pèrdua". La part d'energia elèctrica corresponent a la força electromotriu posterior es convertirà en energia útil per a equips elèctrics, com l'energia mecànica dels motors, l'energia química de les bateries, etc.

D'això es pot veure que la mida de la força electromotriu posterior significa la capacitat de l'equip elèctric per convertir l'energia total d'entrada en energia útil, que reflecteix el nivell de la capacitat de conversió de l'equip elèctric.

4. De què depèn la magnitud de la força electromotriu inversa?

La fórmula de càlcul de la força electromotriu inversa és:

E és la força electromotriu de la bobina, ψ és el flux magnètic, f és la freqüència, N és el nombre de voltes i Φ és el flux magnètic.
A partir de la fórmula anterior, crec que tothom pot dir alguns factors que afecten la magnitud de la força electromotriu posterior. Aquí teniu un article per resumir:

(1) EMF posterior és igual a la velocitat de canvi del flux magnètic. Com més gran sigui la velocitat, més gran serà la taxa de canvi i més gran serà l'EMF posterior.

(2) El propi flux magnètic és igual al nombre de voltes multiplicat pel flux magnètic d'una sola volta. Per tant, com més gran és el nombre de voltes, més gran és el flux magnètic i més gran és l'EMF posterior.

(3) El nombre de voltes està relacionat amb l'esquema de bobinatge, com ara la connexió estrella-triangle, el nombre de voltes per ranura, el nombre de fases, el nombre de dents, el nombre de branques paral·leles i l'esquema de pas complet o curt.

(4) El flux magnètic d'una sola volta és igual a la força magnetomotriu dividida per la resistència magnètica. Per tant, com més gran sigui la força magnetomotriu, menor serà la resistència magnètica en la direcció del flux magnètic i més gran serà la EMF posterior.

(5) La resistència magnètica està relacionada amb l'espai d'aire i la coordinació de la ranura del pol. Com més gran sigui el buit d'aire, més gran serà la resistència magnètica i menor serà l'EMF posterior. La coordinació pol-slot és més complicada i requereix una anàlisi específica.

(6) La força magnetomotriu està relacionada amb el magnetisme residual de l'imant i l'àrea efectiva de l'imant. Com més gran sigui el magnetisme residual, més gran serà l'EMF posterior. L'àrea efectiva està relacionada amb la direcció de magnetització, la mida i la col·locació de l'imant i requereix una anàlisi específica.

(7) El magnetisme residual està relacionat amb la temperatura. Com més alta sigui la temperatura, més petit serà l'EMF posterior.

En resum, els factors que afecten l'EMF posterior inclouen la velocitat de rotació, el nombre de voltes per ranura, el nombre de fases, el nombre de branques paral·leles, el pas complet i el pas curt, el circuit magnètic del motor, la longitud de l'espai d'aire, la coincidència de la ranura del pol, el magnetisme residual d'acer magnètic. , col·locació i mida d'acer magnètic, direcció de magnetització d'acer magnètic i temperatura.

5. Com seleccionar la mida de la força electromotriu posterior en el disseny del motor?

En el disseny del motor, la part posterior EMF E és molt important. Si l'EMF posterior està ben dissenyat (mida adequada, baixa distorsió de la forma d'ona), el motor és bo. L'EMF posterior té diversos efectes importants sobre el motor:

1. La magnitud de l'EMF posterior determina el punt magnètic feble del motor, i el punt magnètic feble determina la distribució del mapa d'eficiència del motor.
2. La taxa de distorsió de la forma d'ona EMF posterior afecta el parell ondulat del motor i la suavitat de la sortida del parell quan el motor està en marxa.
3. La magnitud de l'EMF posterior determina directament el coeficient de parell del motor, i el coeficient EMF posterior és proporcional al coeficient de parell.
A partir d'això, es poden obtenir les contradiccions següents en el disseny del motor:
a. Quan l'EMF posterior és gran, el motor pot mantenir un parell elevat al corrent límit del controlador a l'àrea d'operació de baixa velocitat, però no pot produir el parell a alta velocitat i fins i tot no pot assolir la velocitat esperada;
b. Quan l'EMF posterior és petit, el motor encara té capacitat de sortida a la zona d'alta velocitat, però el parell no es pot aconseguir amb el mateix corrent del controlador a baixa velocitat.

6. L'impacte positiu de l'EMF posterior en els motors d'imants permanents.

L'existència d'EMF posterior és molt important per al funcionament dels motors d'imants permanents. Pot aportar alguns avantatges i funcions especials als motors:
a. Estalvi d'energia
L'EMF posterior generat pels motors d'imants permanents pot reduir el corrent del motor, reduint així la pèrdua d'energia, reduint la pèrdua d'energia i assolint el propòsit d'estalvi d'energia.
b. Augmenta el parell
L'EMF posterior és oposat a la tensió d'alimentació. Quan augmenta la velocitat del motor, també augmenta l'EMF posterior. La tensió inversa reduirà la inductància del bobinatge del motor, donant lloc a un augment del corrent. Això permet que el motor generi parell addicional i millori el rendiment de potència del motor.
c. Desacceleració inversa
Després que el motor d'imant permanent perdi potència, a causa de l'existència d'EMF posterior, pot continuar generant flux magnètic i fer que el rotor continuï girant, la qual cosa forma l'efecte de la velocitat inversa de l'EMF posterior, que és molt útil en algunes aplicacions, com ara com a màquines-eina i altres equips.

En resum, l'EMF posterior és un element indispensable dels motors d'imants permanents. Aporta molts beneficis als motors d'imants permanents i té un paper molt important en el disseny i fabricació de motors. La mida i la forma d'ona de l'EMF posterior depenen de factors com el disseny, el procés de fabricació i les condicions d'ús del motor d'imant permanent. La mida i la forma d'ona de l'EMF posterior tenen una influència important en el rendiment i l'estabilitat del motor.

Anhui Mingteng Electromechanical Equipment Co., Ltd. d'imants permanents (https://www.mingtengmotor.com/)és un fabricant professional de motors síncrons d'imants permanents. El nostre centre tècnic compta amb més de 40 personal d'R+D, dividit en tres departaments: disseny, procés i proves, especialitzats en la investigació i desenvolupament, disseny i innovació de processos de motors síncrons d'imants permanents. Utilitzant programari de disseny professional i programes de disseny especials de motor d'imants permanents desenvolupats per si mateix, durant el procés de disseny i fabricació del motor, la mida i la forma d'ona de la força electromotriu posterior es consideraran acuradament segons les necessitats reals i les condicions de treball específiques de l'usuari per assegurar-se. el rendiment i l'estabilitat del motor i millora l'eficiència energètica del motor.

Copyright: aquest article és una reimpressió del número públic de WeChat "电机技术及应用", l'enllaç original https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Aquest article no representa les opinions de la nostra empresa. Si tens opinions o opinions diferents, corregeix-nos!