1. ¿Cómo se genera la fuerza electromotriz?

La generación de fuerza electromotriz inversa es fácil de entender. El principio es que el conductor corta las líneas del campo magnético, siempre que exista un movimiento relativo entre ambas. Puede ser que el campo magnético no se mueva y el conductor se corte; También puede ser que el conductor no se mueva y el campo magnético se mueva. Para un motor síncrono de imán permanente, sus bobinas están fijadas en el estator (conductor) y los imanes permanentes están fijados en el rotor (campo magnético). Cuando el rotor gira, el campo magnético generado por los imanes permanentes del rotor girará y será atraído por el estator. Se corta la bobina sobre la bobina y se genera una fuerza electromotriz inversa en la bobina. ¿Por qué se llama fuerza electromotriz inversa? Como sugiere el nombre, la dirección de la fuerza contraelectromotriz E es opuesta a la dirección del voltaje terminal U (como se muestra en la Figura 1).

Figura 1 y XNUMX

2. ¿Cuál es la relación entre la fuerza electromotriz inversa y el voltaje terminal?

Se puede ver en la Figura 1 que la relación entre la fuerza contraelectromotriz y el voltaje terminal bajo carga es:

Para la prueba de fuerza electromotriz inversa, generalmente se prueba sin carga, sin corriente y la velocidad de rotación es de 1000 rpm. Generalmente, se define el valor de 1000 rpm y el coeficiente de fuerza contraelectromotriz = el valor promedio de la fuerza/velocidad contraelectromotriz. El coeficiente de fuerza contraelectromotriz es un parámetro importante del motor. Cabe señalar aquí que la fuerza contraelectromotriz bajo carga cambia constantemente antes de que la velocidad sea estable. De la ecuación (1), sabemos que la fuerza contraelectromotriz bajo carga es menor que el voltaje terminal. Si la fuerza contraelectromotriz es mayor que el voltaje del terminal, se convierte en un generador y emite voltaje al exterior. Dado que la resistencia y la corriente en el trabajo real son pequeñas, el valor de la fuerza electromotriz inversa es aproximadamente igual al voltaje del terminal y está limitado por el valor nominal del voltaje del terminal.

3. El significado físico de la fuerza electromotriz inversa.

¿Imagínese qué pasaría si la fuerza contraelectromotriz no existiera? Se puede ver en la ecuación (1) que sin fuerza electromotriz inversa, todo el motor equivale a una resistencia pura y se convierte en un dispositivo que genera un calor particularmente intenso. Esto es contrario al hecho de que el motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica.

En el contexto de las ecuaciones de conversión de energía eléctrica,

USe refiere a la energía eléctrica de entrada, como la energía de entrada a una batería, motor eléctrico o transformador. I2Rt representa la energía de pérdida de calor en varios circuitos. Esta energía es un tipo de energía de disipación térmica y este valor debe ser lo más pequeño posible. La diferencia entre la energía eléctrica entrante y la energía eléctrica perdida es la energía útil. E反Eso correspondiente a la fuerza contraelectromotriz (EMF). En otras palabras, la fuerza contraelectromotriz se utiliza para generar energía útil y está inversamente relacionada con la pérdida de calor. Cuanto mayor sea la energía de pérdida de calor, menor será la energía útil alcanzable.

Hablando objetivamente, la fuerza contraelectromotriz (EMF) consume energía eléctrica en un circuito, pero no es una "pérdida". La energía eléctrica correspondiente a la fuerza contraelectromotriz se convierte en energía útil para los dispositivos eléctricos. Por ejemplo, en un motor eléctrico se convierte en energía mecánica, mientras que en una batería se convierte en energía química.

Por lo tanto, la magnitud de la fuerza contraelectromotriz indica la capacidad de un dispositivo eléctrico para convertir la energía total de entrada en energía útil. Refleja la eficiencia de la conversión de energía en el dispositivo eléctrico.

4. ¿De qué depende la magnitud de la fuerza electromotriz inversa?

La fórmula para calcular la fuerza electromotriz inversa:

Con base en la fórmula anterior, creo que todos probablemente puedan identificar algunos factores que afectan el tamaño de la fuerza electromotriz inversa. A continuación se muestra un resumen de un artículo:

(1) La fuerza contraelectromotriz es igual a la tasa de cambio del enlace magnético. Cuanto mayor sea la velocidad de rotación, mayor será la tasa de cambio y mayor será la fuerza contraelectromotriz;

(2) El enlace magnético en sí es igual al número de vueltas multiplicado por el enlace magnético de una sola vuelta. Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de vueltas, mayor será el enlace magnético y mayor la fuerza contraelectromotriz;

(3) El número de vueltas está relacionado con el esquema de devanado, conexión estrella-triángulo, número de vueltas por ranura, número de fases, número de dientes, número de ramas paralelas, esquema de paso completo o de paso corto;

(4) El enlace magnético de una sola vuelta es igual a la fuerza magnetomotriz dividida por la resistencia magnética. Por lo tanto, cuanto mayor es la fuerza magnetomotriz, menor es la resistencia magnética en la dirección del enlace magnético y mayor es la fuerza contraelectromotriz;

(5) La resistencia magnética está relacionada con la cooperación del entrehierro y la ranura del polo. Cuanto mayor sea el entrehierro, mayor será la resistencia magnética y menor la fuerza contraelectromotriz. La coordinación polo-ranura es relativamente compleja y requiere un análisis detallado;

(6) La fuerza magnetomotriz está relacionada con la remanencia del imán y el área efectiva del imán. Cuanto mayor sea la remanencia, mayor será la fuerza electromotriz inversa. El área efectiva está relacionada con la dirección de magnetización, el tamaño y la ubicación del imán y requiere un análisis específico;

(7) El magnetismo residual está relacionado con la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la fuerza electromotriz inversa.

En resumen, los factores que influyen en la fuerza contraelectromotriz incluyen la velocidad de rotación, el número de vueltas por ranura, el número de fases, el número de ramas paralelas, el paso general corto, el circuito magnético del motor, la longitud del entrehierro, la coordinación polo-ranura, el magnetismo residual del imán, y posición de colocación del imán. Y el tamaño del imán, la dirección de magnetización del imán y la temperatura.

5. ¿Cómo elegir el tamaño de la fuerza electromotriz inversa en el diseño de un motor?

En el diseño de motores, la fuerza contraelectromotriz E es muy importante. Creo que si la fuerza electromotriz trasera está bien diseñada (selección de tamaño apropiado y baja tasa de distorsión de la forma de onda), el motor funcionará bien. La influencia de la fuerza contraelectromotriz en el motor se da principalmente en varios aspectos:

1. El tamaño de la fuerza contraelectromotriz determina el punto de debilitamiento del campo del motor, y el punto de debilitamiento del campo determina la distribución del mapa de eficiencia del motor.

2. La tasa de distorsión de la forma de onda de la fuerza electromotriz inversa afecta el par de ondulación del motor y la estabilidad de la salida de par cuando el motor está en funcionamiento.

3. El tamaño de la fuerza electromotriz inversa determina directamente el coeficiente de torsión del motor, y el coeficiente de fuerza electromotriz inversa es directamente proporcional al coeficiente de torsión. De esto podemos extraer las siguientes contradicciones que se enfrentan en el diseño de motores:

a. A medida que aumenta la fuerza electromotriz inversa, el motor puede mantener un par alto por debajo de la corriente límite del controlador en el área de operación de baja velocidad, pero no puede generar par a altas velocidades, o incluso alcanzar la velocidad esperada;

b. Cuando la fuerza contraelectromotriz es pequeña, el motor todavía tiene capacidad de salida en el área de alta velocidad, pero el par no se puede alcanzar bajo la misma corriente del controlador a baja velocidad.

Por tanto, el diseño de la fuerza electromotriz inversa depende de las necesidades reales del motor. Por ejemplo, en el diseño de un motor pequeño, si se requiere generar suficiente par a baja velocidad, entonces la fuerza contraelectromotriz debe diseñarse para que sea mayor.