Зваротная ЭРС сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі

Зваротная ЭРС сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі

1. Як генеруецца зваротная ЭДС?

Узнікненне зваротнай электрарухальнай сілы лёгка зразумець. Прынцып заключаецца ў тым, што праваднік перасякае магнітныя сілавыя лініі. Пакуль паміж імі існуе адносны рух, магнітнае поле можа быць нерухомым, а праваднік перасякае яго, або праваднік можа быць нерухомым, а магнітнае поле рухаецца.

У сінхронных рухавіках з пастаяннымі магнітамі іх шпулькі замацаваны на статары (правадніку), а пастаянныя магніты — на ротары (магнітнае поле). Калі ротар круціцца, магнітнае поле, якое ствараецца пастаяннымі магнітамі на ротары, будзе круціцца і будзе перасякацца шпулькамі на статары, ствараючы зваротную электрарухальную сілу ў шпульках. Чаму гэта называецца зваротнай электрарухальнай сілай? Як вынікае з назвы, кірунак зваротнай электрарухальнай сілы E процілеглы кірунку напружання на клемах U (як паказана на малюнку 1).

Малюнак 1

2. Якая сувязь паміж супрацьэроснадзейнасцю і напружаннем на клемах?

З малюнка 1 відаць, што залежнасць паміж зваротнай электрарухальнай сілай і напружаннем на клемах пад нагрузкай выглядае наступным чынам:

Выпрабаванне на адваротную электрарухальную сілу звычайна праводзіцца ў рэжыме халастога ходу, без току і пры хуткасці 1000 абаротаў у хвіліну. Звычайна значэнне 1000 абаротаў у хвіліну вызначаецца як каэфіцыент адваротнай ЭРС = сярэдняе значэнне адваротнай ЭРС/хуткасць. Каэфіцыент адваротнай ЭРС з'яўляецца важным параметрам рухавіка. Варта адзначыць, што адваротная ЭРС пад нагрузкай пастаянна змяняецца, пакуль хуткасць не стабілізуецца. З формулы (1) можна зразумець, што адваротная ЭРС пад нагрузкай меншая за напружанне на клемах. Калі адваротная ЭРС большая за напружанне на клемах, яна становіцца генератарам і выпраменьвае напружанне на выхадзе. Паколькі супраціўленне і ток пры рэальнай працы малыя, значэнне адваротнай ЭРС прыблізна роўнае напружанню на клемах і абмежавана намінальным значэннем напружання на клемах.

3. Фізічны сэнс зваротнай электрарухальнай сілы

Уявіце, што здарылася б, калі б зваротнай ЭРС не існавала? З ураўнення (1) мы бачым, што без зваротнай ЭРС увесь рухавік эквівалентны чыстаму рэзістару, становячыся прыладай, якая выпрацоўвае шмат цяпла, што супярэчыць пераўтварэнню электрычнай энергіі рухавіком у механічную. У ураўненні пераўтварэння электрычнай энергііUIt — гэта ўваходная электрычная энергія, напрыклад, уваходная электрычная энергія для акумулятара, рухавіка або трансфарматара; I2Rt — гэта энергія цеплавых страт у кожным ланцугу, якая з'яўляецца разнавіднасцю энергіі цеплавых страт, чым меншая, тым лепш; розніца паміж уваходнай электрычнай энергіяй і электрычнай энергіяй цеплавых страт, гэта карысная энергія, якая адпавядае зваротнай электрарухальнай сіле.Іншымі словамі, зваротная ЭРС выкарыстоўваецца для выпрацоўкі карыснай энергіі і мае адваротную сувязь з цеплавымі стратамі. Чым большая энергія цеплавых страт, тым меншая карысная энергія, якую можна дасягнуць. Аб'ектыўна кажучы, зваротная ЭРС спажывае электрычную энергію ў ланцугу, але гэта не «страта». Частка электрычнай энергіі, якая адпавядае зваротнай ЭРС, будзе пераўтворана ў карысную энергію для электраабсталявання, напрыклад, у механічную энергію рухавікоў, хімічную энергію акумулятараў і г.д.

З гэтага відаць, што велічыня зваротнай электрарухальнай сілы азначае здольнасць электраабсталявання пераўтвараць агульную ўваходную энергію ў карысную, што адлюстроўвае ўзровень пераўтваральнай здольнасці электраабсталявання.

4. Ад чаго залежыць велічыня зваротнай электрарухальнай сілы?

Формула разліку зваротнай электрарухальнай сілы:

E — электрарухальная сіла шпулькі, ψ — магнітны паток, f — частата, N — колькасць віткоў, а Φ — магнітны паток.
Зыходзячы з прыведзенай вышэй формулы, я мяркую, што кожны можа назваць некалькі фактараў, якія ўплываюць на велічыню зваротнай электрарухальнай сілы. Вось артыкул, каб падсумаваць:

(1) Зваротная ЭРС роўная хуткасці змены магнітнага патоку. Чым вышэй хуткасць, тым большая хуткасць змены і тым большая зваротная ЭРС.

(2) Магнітны паток роўны колькасці віткоў, памножанай на магнітны паток аднаго вітка. Такім чынам, чым большая колькасць віткоў, тым большы магнітны паток і тым большая зваротная ЭРС.

(3) Колькасць віткоў залежыць ад схемы абмоткі, напрыклад, ад злучэння зорка-трохкутнік, колькасці віткоў на пазу, колькасці фаз, колькасці зубцоў, колькасці паралельных галін і схемы з поўным або кароткім крокам.

(4) Аднавітковы магнітны паток роўны магнітарухальнай сіле, падзеленай на магнітнае супраціўленне. Такім чынам, чым большая магнітарухальная сіла, тым меншы магнітны супраціў у кірунку магнітнага патоку і тым большая зваротная ЭРС.

(5) Магнітнае супраціўленне звязана з паветраным зазорам і каардынацыяй полюс-пазіт. Чым большы паветраны зазор, тым большы магнітны супраціў і меншая зваротная ЭДС. Каардынацыя полюс-пазіт больш складаная і патрабуе спецыяльнага аналізу.

(6) Магнітарухаючая сіла звязана з рэшткавым магнетызмам магніта і эфектыўнай плошчай магніта. Чым большы рэшткавы магнетызм, тым вышэйшая зваротная ЭДС. Эфектыўная плошча звязана з кірункам намагнічанасці, памерам і размяшчэннем магніта і патрабуе спецыяльнага аналізу.

(7) Рэшткавы магнетызм звязаны з тэмпературай. Чым вышэйшая тэмпература, тым меншая зваротная ЭДС.

Карацей кажучы, фактары, якія ўплываюць на зваротную ЭДС, ўключаюць хуткасць кручэння, колькасць абаротаў на пазу, колькасць фаз, колькасць паралельных галін, поўны і кароткі крок, магнітны ланцуг рухавіка, даўжыню паветранага зазору, супадзенне полюсаў і пазу, рэшткавы магнетызм магнітнай сталі, размяшчэнне і памер магнітнай сталі, кірунак намагнічанасці магнітнай сталі і тэмпературу.

5. Як выбраць памер зваротнай электрарухальнай сілы пры канструкцыі рухавіка?

Пры праектаванні рухавіка вельмі важная зваротная ЭДС. Калі зваротная ЭДС добра распрацавана (адпаведны памер, нізкае скажэнне формы сігналу), рухавік працуе добра. Зваротная ЭДС аказвае некалькі істотных уплываў на рухавік:

1. Велічыня зваротнай ЭРС вызначае кропку слабага магнітнага поля рухавіка, а кропка слабага магнітнага поля вызначае размеркаванне карты эфектыўнасці рухавіка.
2. Хуткасць скажэння формы хвалі зваротнай ЭРС уплывае на пульсацыі крутоўнага моманту рухавіка і плыўнасць выхаднога крутоўнага моманту падчас працы рухавіка.
3. Велічыня зваротнай ЭРС непасрэдна вызначае каэфіцыент крутоўнага моманту рухавіка, а каэфіцыент зваротнай ЭРС прапарцыйны каэфіцыенту крутоўнага моманту.
З гэтага можна атрымаць наступныя супярэчнасці ў канструкцыі рухавіка:
а. Калі супрацьэроснадзейная сіла вялікая, рухавік можа падтрымліваць высокі крутоўны момант пры гранічным току кантролера ў вобласці нізкай хуткасці працы, але ён не можа выдаваць крутоўны момант на высокай хуткасці і нават не можа дасягнуць чаканай хуткасці;
b. Калі супраць-ЭРС малая, рухавік усё яшчэ мае выходную магутнасць у вобласці высокіх хуткасцей, але крутоўны момант не можа быць дасягнуты пры тым жа току рэгулятара на нізкай хуткасці.

6. Станоўчы ўплыў зваротнай ЭРС на рухавікі з пастаяннымі магнітамі.

Існаванне зваротнай ЭРС вельмі важна для працы рухавікоў з пастаяннымі магнітамі. Гэта можа даць рухавікам некаторыя перавагі і спецыяльныя функцыі:
а. Эканомія энергіі
Зваротная ЭРС, якая ствараецца рухавікамі з пастаяннымі магнітамі, можа знізіць ток рухавіка, тым самым памяншаючы страты магутнасці, памяншаючы страты энергіі і дасягаючы мэты эканоміі энергіі.
б. Павялічце крутоўны момант
Зваротная ЭРС процілеглая напружанню крыніцы харчавання. Пры павелічэнні хуткасці рухавіка зваротная ЭРС таксама павялічваецца. Зваротнае напружанне памяншае індуктыўнасць абмоткі рухавіка, што прыводзіць да павелічэння току. Гэта дазваляе рухавіку ствараць дадатковы крутоўны момант і паляпшаць яго магутнасць.
c. Запаволенне пры адваротным руху
Пасля таго, як рухавік з пастаяннымі магнітамі губляе магутнасць, з-за існавання зваротнай ЭРС ён можа працягваць генераваць магнітны паток і прымушаць ротар працягваць круціцца, што стварае эфект зваротнай хуткасці ЭРС, што вельмі карысна ў некаторых сферах прымянення, такіх як станкі і іншае абсталяванне.

Карацей кажучы, зваротная ЭРС з'яўляецца неад'емным элементам рухавікоў з пастаяннымі магнітамі. Яна мае шмат пераваг для рухавікоў з пастаяннымі магнітамі і адыгрывае вельмі важную ролю ў праектаванні і вытворчасці рухавікоў. Памер і форма хвалі зваротнай ЭРС залежаць ад такіх фактараў, як канструкцыя, вытворчы працэс і ўмовы выкарыстання рухавіка з пастаяннымі магнітамі. Памер і форма хвалі зваротнай ЭРС аказваюць важны ўплыў на прадукцыйнасць і стабільнасць рухавіка.

ТАА «Аньхой Мінтэнг», электрамеханічнае абсталяванне з пастаяннымі магнітамі (https://www.mingtengmotor.com/)з'яўляецца прафесійным вытворцам сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі. Наш тэхнічны цэнтр налічвае больш за 40 супрацоўнікаў даследаванняў і распрацовак, падзеленых на тры аддзелы: праектаванне, тэхналогія і выпрабаванне, якія спецыялізуюцца на даследаваннях і распрацоўках, праектаванні і тэхналагічных інавацыях сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі. Выкарыстоўваючы прафесійнае праграмнае забеспячэнне для праектавання і ўласныя спецыяльныя праграмы для праектавання рухавікоў з пастаяннымі магнітамі, падчас праектавання і вытворчасці рухавікоў памер і форма хвалі зваротнай электрарухальнай сілы будуць старанна ўлічвацца ў адпаведнасці з рэальнымі патрэбамі і канкрэтнымі ўмовамі працы карыстальніка, каб забяспечыць прадукцыйнасць і стабільнасць рухавіка і павысіць яго энергаэфектыўнасць.

Аўтарскія правы: гэты артыкул з'яўляецца перадрукам публічнага нумара WeChat «电机技术及应用», арыгінальная спасылка https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Гэты артыкул не адлюстроўвае погляды нашай кампаніі. Калі ў вас ёсць іншыя меркаванні ці погляды, калі ласка, папраўце нас!