Likod na EMF ng Permanent Magnet Synchronous Motor

Likod na EMF ng Permanent Magnet Synchronous Motor

1. Paano nabuo ang back EMF?

Ang henerasyon ng back electromotive force ay madaling maunawaan. Ang prinsipyo ay pinuputol ng konduktor ang mga magnetic na linya ng puwersa. Hangga't may kamag-anak na paggalaw sa pagitan ng dalawa, ang magnetic field ay maaaring nakatigil at ang konduktor ay pinuputol ito, o ang konduktor ay maaaring nakatigil at ang magnetic field ay gumagalaw.

Para sa permanenteng magnet na kasabay na mga motor, ang kanilang mga coils ay naayos sa stator (conductor) at ang mga permanenteng magnet ay naayos sa rotor (magnetic field). Kapag umiikot ang rotor, ang magnetic field na nabuo ng mga permanenteng magnet sa rotor ay iikot, at puputulin ng mga coils sa stator, na bumubuo ng back electromotive force sa mga coils.Bakit ito tinatawag na back electromotive force? Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang direksyon ng back electromotive force E ay kabaligtaran sa direksyon ng terminal voltage U (tulad ng ipinapakita sa Figure 1).

Larawan 1

2.Ano ang kaugnayan sa pagitan ng back EMF at terminal boltahe?

Makikita mula sa Figure 1 na ang relasyon sa pagitan ng back electromotive force at ang terminal voltage sa ilalim ng load ay:

Ang back electromotive force test ay karaniwang isinasagawa sa ilalim ng walang-load na kondisyon, walang kasalukuyang at sa bilis na 1000 rpm. Sa pangkalahatan, ang halaga ng 1000rpm ay tinukoy bilang back-EMF coefficient = average na back-EMF value/speed. Ang back-EMF coefficient ay isang mahalagang parameter ng motor. Dapat pansinin dito na ang back-EMF sa ilalim ng load ay patuloy na nagbabago bago ang bilis ay matatag. Mula sa formula (1), malalaman natin na ang back electromotive force sa ilalim ng load ay mas maliit kaysa sa terminal voltage. Kung ang back electromotive force ay mas malaki kaysa sa terminal voltage, ito ay nagiging generator at naglalabas ng boltahe sa labas. Dahil ang paglaban at kasalukuyang sa aktwal na trabaho ay maliit, ang halaga ng back electromotive force ay humigit-kumulang katumbas ng terminal voltage at nililimitahan ng rated value ng terminal voltage.

3. Ang pisikal na kahulugan ng back electromotive force

Isipin kung ano ang mangyayari kung ang likod na EMF ay hindi umiiral? Mula sa equation (1), makikita natin na kung wala ang likod na EMF, ang buong motor ay katumbas ng isang purong risistor, na nagiging isang aparato na bumubuo ng maraming init, na salungat sa conversion ng motor ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. ang electric energy conversion equation,UIt ay ang input electrical energy, tulad ng input electrical energy sa isang baterya, motor o transpormer; Ang I2Rt ay ang enerhiya ng pagkawala ng init sa bawat circuit, na isang uri ng enerhiya ng pagkawala ng init, mas maliit ang mas mahusay; ang pagkakaiba sa pagitan ng input ng elektrikal na enerhiya at ang pagkawala ng init na elektrikal na enerhiya, Ito ay ang kapaki-pakinabang na enerhiya na naaayon sa back electromotive force.Sa madaling salita, ang back EMF ay ginagamit upang makabuo ng kapaki-pakinabang na enerhiya at inversely na nauugnay sa pagkawala ng init. Kung mas malaki ang enerhiya ng pagkawala ng init, mas maliit ang matamo na kapaki-pakinabang na enerhiya. Sa layuning pagsasalita, ang back electromotive force ay kumonsumo ng elektrikal na enerhiya sa circuit, ngunit hindi ito isang "pagkawala". Ang bahagi ng elektrikal na enerhiya na naaayon sa back electromotive force ay gagawing kapaki-pakinabang na enerhiya para sa mga de-koryenteng kagamitan, tulad ng mekanikal na enerhiya ng mga motor, kemikal na enerhiya ng mga baterya, atbp.

Makikita mula dito na ang sukat ng back electromotive force ay nangangahulugan ng kakayahan ng mga de-koryenteng kagamitan na i-convert ang kabuuang input ng enerhiya sa kapaki-pakinabang na enerhiya, na sumasalamin sa antas ng kakayahan ng conversion ng mga de-koryenteng kagamitan.

4. Ano ang nakasalalay sa magnitude ng back electromotive force?

Ang formula ng pagkalkula ng back electromotive force ay:

Ang E ay ang coil electromotive force, ψ ay ang magnetic flux, f ay ang frequency, N ay ang bilang ng mga pagliko, at Φ ang magnetic flux.
Batay sa formula sa itaas, naniniwala ako na lahat ay maaaring magsabi ng ilang mga kadahilanan na nakakaapekto sa magnitude ng back electromotive force. Narito ang isang artikulo upang ibuod:

(1) Ang back EMF ay katumbas ng rate ng pagbabago ng magnetic flux. Kung mas mataas ang bilis, mas malaki ang rate ng pagbabago at mas malaki ang back EMF.

(2) Ang magnetic flux mismo ay katumbas ng bilang ng mga pagliko na pinarami ng single-turn magnetic flux. Samakatuwid, mas mataas ang bilang ng mga pagliko, mas malaki ang magnetic flux at mas malaki ang back EMF.

(3) Ang bilang ng mga pagliko ay nauugnay sa paikot-ikot na scheme, tulad ng star-delta na koneksyon, bilang ng mga pagliko sa bawat slot, bilang ng mga phase, bilang ng mga ngipin, bilang ng mga parallel na sanga, at full-pitch o short-pitch na scheme.

(4) Ang single-turn magnetic flux ay katumbas ng magnetomotive force na hinati sa magnetic resistance. Samakatuwid, mas malaki ang magnetomotive force, mas maliit ang magnetic resistance sa direksyon ng magnetic flux at mas malaki ang back EMF.

(5) Ang magnetic resistance ay nauugnay sa air gap at pole-slot coordination. Kung mas malaki ang air gap, mas malaki ang magnetic resistance at mas maliit ang back EMF. Ang koordinasyon ng pole-slot ay mas kumplikado at nangangailangan ng partikular na pagsusuri.

(6) Ang magnetomotive force ay nauugnay sa natitirang magnetism ng magnet at ang epektibong lugar ng magnet. Kung mas malaki ang natitirang magnetism, mas mataas ang back EMF. Ang epektibong lugar ay nauugnay sa direksyon ng magnetization, laki at paglalagay ng magnet at nangangailangan ng tiyak na pagsusuri.

(7) Ang natitirang magnetism ay nauugnay sa temperatura. Kung mas mataas ang temperatura, mas maliit ang likod na EMF.

Sa buod, ang mga salik na nakakaapekto sa likod ng EMF ay kinabibilangan ng bilis ng pag-ikot, bilang ng mga pagliko sa bawat slot, bilang ng mga phase, bilang ng mga parallel na sanga, buong pitch at maikling pitch, magnetic circuit ng motor, haba ng air gap, pagtutugma ng pole-slot, magnetic steel residual magnetism , paglalagay at laki ng magnetic steel, direksyon ng magnetization ng magnetic steel, at temperatura.

5. Paano pumili ng laki ng back electromotive force sa disenyo ng motor?

Sa disenyo ng motor, ang likod ng EMF E ay napakahalaga. Kung ang likod na EMF ay mahusay na idinisenyo (angkop na laki, mababang waveform distortion), ang motor ay mabuti. Ang likod na EMF ay may ilang pangunahing epekto sa motor:

1. Tinutukoy ng magnitude ng likod na EMF ang mahinang magnetic point ng motor, at tinutukoy ng mahinang magnetic point ang pamamahagi ng mapa ng kahusayan ng motor.
2. Ang distortion rate ng back EMF waveform ay nakakaapekto sa ripple torque ng motor at ang kinis ng output ng torque kapag tumatakbo ang motor.
3. Direktang tinutukoy ng magnitude ng back EMF ang torque coefficient ng motor, at ang back EMF coefficient ay proporsyonal sa torque coefficient.
Mula dito, ang mga sumusunod na kontradiksyon sa disenyo ng motor ay maaaring makuha:
a. Kapag ang likod na EMF ay malaki, ang motor ay maaaring mapanatili ang mataas na metalikang kuwintas sa kasalukuyang limitasyon ng controller sa lugar ng operasyon na may mababang bilis, ngunit hindi ito makapaglalabas ng metalikang kuwintas sa mataas na bilis, at kahit na hindi maabot ang inaasahang bilis;
b. Kapag ang likod na EMF ay maliit, ang motor ay mayroon pa ring kapasidad ng output sa lugar na may mataas na bilis, ngunit ang metalikang kuwintas ay hindi makakamit sa parehong kasalukuyang controller sa mababang bilis.

6. Ang positibong epekto ng back EMF sa mga permanenteng magnet na motor.

Ang pagkakaroon ng back EMF ay napakahalaga para sa pagpapatakbo ng permanenteng magnet motors. Maaari itong magdala ng ilang mga pakinabang at mga espesyal na pag-andar sa mga motor:
a. Pagtitipid ng enerhiya
Ang likod na EMF na nabuo ng mga permanenteng magnet na motor ay maaaring mabawasan ang agos ng motor, sa gayon ay binabawasan ang pagkawala ng kuryente, binabawasan ang pagkawala ng enerhiya, at pagkamit ng layunin ng pag-save ng enerhiya.
b. Dagdagan ang metalikang kuwintas
Ang likod na EMF ay kabaligtaran sa boltahe ng supply ng kuryente. Kapag tumaas ang bilis ng motor, tumataas din ang back EMF. Ang reverse boltahe ay magbabawas sa inductance ng motor winding, na nagreresulta sa pagtaas ng kasalukuyang. Pinapayagan nito ang motor na makabuo ng karagdagang metalikang kuwintas at pagbutihin ang pagganap ng kapangyarihan ng motor.
c. Baliktarin ang deceleration
Matapos mawalan ng kapangyarihan ang permanenteng magnet motor, dahil sa pagkakaroon ng back EMF, maaari itong magpatuloy na makabuo ng magnetic flux at patuloy na umiikot ang rotor, na bumubuo ng epekto ng back EMF reverse speed, na lubhang kapaki-pakinabang sa ilang mga application, tulad bilang mga kagamitan sa makina at iba pang kagamitan.

Sa madaling salita, ang back EMF ay isang kailangang-kailangan na elemento ng permanenteng magnet motors. Nagdadala ito ng maraming benepisyo sa mga permanenteng magnet na motor at gumaganap ng napakahalagang papel sa disenyo at paggawa ng mga motor. Ang laki at waveform ng back EMF ay nakasalalay sa mga salik tulad ng disenyo, proseso ng pagmamanupaktura at mga kondisyon ng paggamit ng permanenteng magnet na motor. Ang laki at waveform ng back EMF ay may mahalagang impluwensya sa pagganap at katatagan ng motor.

Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/)ay isang propesyonal na tagagawa ng permanenteng magnet na kasabay na mga motor. Ang aming teknikal na sentro ay may higit sa 40 R&D na tauhan, na nahahati sa tatlong departamento: disenyo, proseso, at pagsubok, na dalubhasa sa pagsasaliksik at pagpapaunlad, disenyo, at proseso ng pagbabago ng permanenteng magnet na magkakasabay na motor. Gamit ang propesyonal na software ng disenyo at self-developed na permanenteng magnet motor na mga espesyal na programa sa disenyo, sa panahon ng disenyo ng motor at proseso ng pagmamanupaktura, ang laki at waveform ng back electromotive force ay maingat na isasaalang-alang ayon sa aktwal na mga pangangailangan at partikular na mga kondisyon sa pagtatrabaho ng user upang matiyak ang pagganap at katatagan ng motor at pagbutihin ang kahusayan ng enerhiya ng motor.

Copyright: Ang artikulong ito ay muling pag-print ng pampublikong numero ng WeChat na “电机技术及应用”, ang orihinal na link https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

Ang artikulong ito ay hindi kumakatawan sa mga pananaw ng aming kumpanya. Kung mayroon kang iba't ibang opinyon o pananaw, mangyaring itama kami!