1. Hoe wordt de elektromotorische kracht in de rug gegenereerd?

Het genereren van elektromotorische kracht in de rug is gemakkelijk te begrijpen. Het principe is dat de geleider de magnetische veldlijnen doorsnijdt, zolang er relatieve beweging tussen de twee bestaat. Het kan zijn dat het magnetische veld niet beweegt en de geleider doorsnijdt; het kan ook zijn dat de geleider niet beweegt en het magnetische veld beweegt. Bij een synchrone motor met permanente magneten zijn de spoelen op de stator (geleider) bevestigd en zijn de permanente magneten op de rotor bevestigd (magnetisch veld). Wanneer de rotor draait, zal het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de permanente magneten op de rotor, roteren en worden aangetrokken door de stator. De spoel op de spoel wordt doorgesneden en er wordt een elektromotorische kracht in de spoel gegenereerd. Waarom wordt het elektromotorische kracht genoemd? Zoals de naam al doet vermoeden, is de richting van de achterste elektromotorische kracht E tegengesteld aan de richting van de klemspanning U (zoals weergegeven in figuur 1).

Figuur 1

2. Wat is de relatie tussen de elektromotorische kracht en de klemspanning?

Uit figuur 1 blijkt dat de relatie tussen de elektromotorische kracht en de klemspanning onder belasting:

Voor de test van de elektromotorische kracht wordt deze over het algemeen getest onder onbelaste toestand, zonder stroom en met een rotatiesnelheid van 1000 tpm. Over het algemeen wordt de waarde van 1000 tpm gedefinieerd, en de achterste elektromotorische krachtcoëfficiënt = de gemiddelde waarde van de achterste elektromotorische kracht/snelheid. De achterste elektromotorische krachtcoëfficiënt is een belangrijke parameter van de motor. Hierbij moet worden opgemerkt dat de achterste elektromotorische kracht onder belasting voortdurend verandert voordat de snelheid stabiel is. Uit vergelijking (1) weten we dat de achterste elektromotorische kracht onder belasting kleiner is dan de klemspanning. Als de achterste elektromotorische kracht groter is dan de klemspanning, wordt deze een generator en wordt er spanning naar buiten afgegeven. Omdat de weerstand en stroom bij feitelijk werk klein zijn, is de waarde van de tegenelektromotorische kracht ongeveer gelijk aan de klemspanning en wordt deze beperkt door de nominale waarde van de klemspanning.

3. De fysieke betekenis van elektromotorische kracht in de rug

Stel je voor wat er zou gebeuren als de achterste elektromotorische kracht niet zou bestaan? Uit vergelijking (1) blijkt dat zonder tegen-elektromotorische kracht de hele motor equivalent is aan een pure weerstand en een apparaat wordt dat bijzonder ernstige hitte genereert. Dit is in strijd met het feit dat de motor elektrische energie omzet in mechanische energie.

In de context van vergelijkingen voor de conversie van elektrische energie,

UIt verwijst naar de ingevoerde elektrische energie, zoals de energie die wordt toegevoerd aan een batterij, elektromotor of transformator. I2Rt vertegenwoordigt de energie die verloren gaat door warmteverlies in verschillende circuits. Deze energie is een vorm van thermische dissipatie-energie en deze waarde moet zo klein mogelijk zijn. Het verschil tussen de ingevoerde elektrische energie en de energie die verloren gaat door warmteverlies is de nuttige energie E反It, die overeenkomt met de tegen-elektromotorische kracht (EMK). Met andere woorden, de tegen-EMK wordt gebruikt om nuttige energie op te wekken en is omgekeerd evenredig met het warmteverlies. Hoe groter het warmteverlies, hoe kleiner de haalbare nuttige energie.

Objectief gesproken verbruikt de achterste elektromotorische kracht (EMF) elektrische energie in een circuit, maar het is geen ‘verlies’. De elektrische energie die overeenkomt met de tegen-EMK wordt omgezet in bruikbare energie voor elektrische apparaten. In een elektromotor wordt het bijvoorbeeld omgezet in mechanische energie, terwijl het in een batterij wordt omgezet in chemische energie.

Daarom geeft de omvang van de tegen-EMK het vermogen aan van een elektrisch apparaat om de totale ingevoerde energie om te zetten in bruikbare energie. Het weerspiegelt de efficiëntie van de energieomzetting in het elektrische apparaat.

4. Waar hangt de grootte van de elektromotorische kracht van af?

De formule voor het berekenen van de elektromotorische kracht:

Op basis van de bovenstaande formule denk ik dat iedereen waarschijnlijk een paar factoren kan noemen die de omvang van de elektromotorische kracht in de rug beïnvloeden. Hier is een samenvatting van een artikel:

(1) De achterste elektromotorische kracht is gelijk aan de veranderingssnelheid van de magnetische koppeling. Hoe hoger de rotatiesnelheid, hoe groter de veranderingssnelheid en hoe groter de elektromotorische kracht;

(2) De magnetische verbinding zelf is gelijk aan het aantal windingen vermenigvuldigd met de magnetische verbinding met één winding. Hoe hoger het aantal windingen, hoe groter de magnetische verbinding en hoe groter de achterste elektromotorische kracht;

(3) Het aantal windingen houdt verband met het wikkelschema, de ster-driehoekverbinding, het aantal windingen per sleuf, het aantal fasen, het aantal tanden, het aantal parallelle takken, het hele of korte steekschema;

(4) De magnetische koppeling met enkele winding is gelijk aan de magnetomotorische kracht gedeeld door de magnetische weerstand. Daarom geldt: hoe groter de magnetomotorische kracht, hoe kleiner de magnetische weerstand in de richting van de magnetische verbinding, en hoe groter de achterste elektromotorische kracht;

(5) De magnetische weerstand houdt verband met de samenwerking tussen de luchtspleet en de poolsleuf. Hoe groter de luchtspleet, hoe groter de magnetische weerstand en hoe kleiner de elektromotorische kracht aan de achterkant. De pool-groefcoördinatie is relatief complex en vereist een gedetailleerde analyse;

(6) De magnetomotorische kracht houdt verband met de remanentie van de magneet en het effectieve oppervlak van de magneet. Hoe groter de remanentie, hoe hoger de elektromotorische kracht in de rug. Het effectieve gebied houdt verband met de magnetisatierichting, de grootte en de plaatsing van de magneet, en vereist een specifieke analyse;

(7) Residueel magnetisme houdt verband met temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe kleiner de elektromotorische kracht aan de achterkant.

Samenvattend omvatten de beïnvloedende factoren van de elektromotorische kracht de rotatiesnelheid, het aantal windingen per sleuf, het aantal fasen, het aantal parallelle takken, de korte totale steek, het magnetische circuit van de motor, de lengte van de luchtspleet, de coördinatie van de pool-sleuf, het restmagnetisme van de magneet, en magneetplaatsingspositie. En magneetgrootte, magneetmagnetisatierichting en temperatuur.

5. Hoe kies je de grootte van de achterste elektromotorische kracht in het motorontwerp?

Bij motorontwerp is de achterste elektromotorische kracht E erg belangrijk. Ik denk dat als de achterste elektromotorische kracht goed is ontworpen (juiste maatkeuze en lage golfvormvervorming), de motor goed zal zijn. De invloed van de tegenelektromotorische kracht op de motor bestaat voornamelijk uit verschillende aspecten:

1. De grootte van de achterste elektromotorische kracht bepaalt het veldverzwakkingspunt van de motor, en het veldverzwakkingspunt bepaalt de verdeling van de motorefficiëntiekaart.

2. De vervormingssnelheid van de golfvorm van de achterste elektromotorische kracht beïnvloedt het rimpelkoppel van de motor en de stabiliteit van de koppeluitvoer wanneer de motor draait.

3. De grootte van de achterste elektromotorische kracht bepaalt rechtstreeks de koppelcoëfficiënt van de motor, en de achterste elektromotorische krachtcoëfficiënt is direct evenredig met de koppelcoëfficiënt. Hieruit kunnen we de volgende tegenstrijdigheden trekken waarmee we bij het motorontwerp te maken krijgen:

A. Naarmate de achterste elektromotorische kracht toeneemt, kan de motor een hoog koppel handhaven onder de limietstroom van de controller in het werkgebied met lage snelheid, maar kan hij geen koppel leveren bij hoge snelheden, of zelfs de verwachte snelheid bereiken;

B. Wanneer de achterste elektromotorische kracht klein is, heeft de motor nog steeds uitgangsvermogen in het hogesnelheidsgebied, maar kan het koppel niet worden bereikt onder dezelfde controllerstroom bij lage snelheid.

Daarom hangt het ontwerp van de achterste elektromotorische kracht af van de werkelijke behoeften van de motor. Als het bijvoorbeeld bij het ontwerp van een kleine motor nodig is om bij lage snelheid nog steeds voldoende koppel te leveren, moet de achterste elektromotorische kracht groter worden ontworpen.