1. Jak powstaje wsteczna siła elektromotoryczna?
W rzeczywistości generowanie wstecznej siły elektromotorycznej jest łatwe do zrozumienia.Uczniowie z lepszą pamięcią powinni wiedzieć, że mieli z nią kontakt już w gimnazjum i liceum.Jednak wówczas nazywano to indukowaną siłą elektromotoryczną.Zasada jest taka, że przewodnik przecina linie magnetyczne.Dopóki wystarczą dwa ruchy względne, albo pole magnetyczne nie porusza się, a przewodnik przecina;może się również zdarzyć, że przewodnik się nie porusza, a pole magnetyczne się porusza.
Dla synchronicznego z magnesem trwałymsilnik, jego cewki są przymocowane do stojana (przewodnika), a magnesy trwałe są przymocowane do wirnika (pole magnetyczne).Kiedy wirnik się obraca, pole magnetyczne generowane przez magnesy trwałe na wirniku będzie się obracać i będzie przyciągane przez stojan.Cewka na cewce jest cięta iwsteczną siłę elektromotorycznąjest generowany w cewce.Dlaczego nazywa się to siłą elektromotoryczną?Jak sama nazwa wskazuje, ponieważ kierunek tylnej siły elektromotorycznej E jest przeciwny do kierunku napięcia na zaciskach U (jak pokazano na rysunku 1).
2. Jaki jest związek pomiędzy siłą elektromotoryczną a napięciem na zaciskach?
Z rysunku 1 można zobaczyć, że zależność między siłą elektromotoryczną wsteczną a napięciem na zaciskach pod obciążeniem wynosi:
W przypadku testu tylnej siły elektromotorycznej zazwyczaj testuje się go w stanie bez obciążenia, bez prądu, a prędkość obrotowa wynosi 1000 obr./min.Generalnie definiuje się wartość 1000 obr./min, a współczynnik tylnej siły elektromotorycznej = średnia wartość tylnej siły elektromotorycznej/prędkości.Współczynnik tylnej siły elektromotorycznej jest ważnym parametrem silnika.Należy tutaj zauważyć, że tylna siła elektromotoryczna pod obciążeniem stale się zmienia, zanim prędkość się ustabilizuje.Z równania (1) możemy wiedzieć, że tylna siła elektromotoryczna pod obciążeniem jest mniejsza niż napięcie na zaciskach.Jeśli tylna siła elektromotoryczna jest większa niż napięcie na zaciskach, staje się generatorem i wyprowadza napięcie na zewnątrz.Ponieważ rezystancja i prąd w rzeczywistej pracy są małe, wartość tylnej siły elektromotorycznej jest w przybliżeniu równa napięciu na zaciskach i jest ograniczona przez wartość znamionową napięcia na zaciskach.
3. Fizyczne znaczenie siły elektromotorycznej wstecznej
Wyobraź sobie, co by się stało, gdyby nie istniała tylna siła elektromotoryczna?Z równania (1) wynika, że bez wstecznej siły elektromotorycznej cały silnik jest odpowiednikiem czystego rezystora i staje się urządzeniem generującym szczególnie duże ciepło.Tenjest sprzeczne z faktem, że silnik przetwarza energię elektryczną naenergia mechaniczna.
W relacji konwersji energii elektrycznej
, UJest to wejściowa energia elektryczna, taka jak wejściowa energia elektryczna dostarczana do akumulatora, silnika lub transformatora;I2Rt to energia strat ciepła w każdym obwodzie, ta część energii jest rodzajem energii utraty ciepła, im mniejsza, tym lepiej;pobrana energia elektryczna i straty ciepła Różnica energii elektrycznej jest częścią energii użytecznej odpowiadającą tylnej sile elektromotorycznej.
innymi słowy, tylna siła elektromotoryczna jest wykorzystywana do wytwarzania energii użytecznej, która jest odwrotnie proporcjonalna do strat ciepła.Im większa jest energia strat ciepła, tym mniejszą energię użyteczną można uzyskać.
Obiektywnie rzecz biorąc, tylna siła elektromotoryczna zużywa energię elektryczną w obwodzie, ale nie jest to „strata”.Część energii elektrycznej odpowiadająca tylnej sile elektromotorycznej zostanie zamieniona na energię użyteczną dla urządzeń elektrycznych, taką jak energia mechaniczna silnika i energia akumulatora.Energia chemiczna itp.
Można zauważyć, że wielkość tylnej siły elektromotorycznej oznacza zdolność sprzętu elektrycznego do zamiany całkowitej energii wejściowej na energię użyteczną i odzwierciedla poziom zdolności konwersji sprzętu elektrycznego.
4. Od czego zależy wielkość tylnej siły elektromotorycznej?
Najpierw podaj wzór obliczeniowy siły elektromotorycznej wstecznej:
E to siła elektromotoryczna cewki, ψ to połączenie magnetyczne, f to częstotliwość, N to liczba zwojów, a Φ to strumień magnetyczny.
Bazując na powyższym wzorze, sądzę, że każdy prawdopodobnie potrafi wskazać kilka czynników wpływających na wielkość tylnej siły elektromotorycznej.Oto podsumowanie artykułu:
(1) Tylna siła elektromotoryczna jest równa szybkości zmian wiązania magnetycznego.Im wyższa prędkość obrotowa, tym większa szybkość zmian i większa tylna siła elektromotoryczna;
(2) Samo ogniwo magnetyczne jest równe liczbie zwojów pomnożonej przez jednoobrotowe ogniwo magnetyczne.Dlatego im większa liczba zwojów, tym większe łącze magnetyczne i większa tylna siła elektromotoryczna;
(3) Liczba zwojów zależy od schematu uzwojeń, połączenia gwiazda-trójkąt, liczby zwojów na szczelinę, liczby faz, liczby zębów, liczby równoległych odgałęzień, schematu z pełnym lub krótkim podziałką;
(4) Jednoobrotowe połączenie magnetyczne jest równe sile magnetomotorycznej podzielonej przez opór magnetyczny.Dlatego im większa siła magnetomotoryczna, tym mniejszy opór magnetyczny w kierunku połączenia magnetycznego i tym większa tylna siła elektromotoryczna;
(5) Opór magnetycznywiąże się ze współpracą szczeliny powietrznej i szczeliny biegunowej.Im większa szczelina powietrzna, tym większy opór magnetyczny i mniejsza tylna siła elektromotoryczna.Koordynacja biegun-rowek jest stosunkowo złożona i wymaga szczegółowej analizy;
(6) Siła magnetomotoryczna jest związana z pozostałością magnesu i efektywną powierzchnią magnesu.Im większa remanencja, tym większa tylna siła elektromotoryczna.Efektywny obszar jest powiązany z kierunkiem magnesowania, rozmiarem i umiejscowieniem magnesu i wymaga szczegółowej analizy;
(7) Magnetyzm szczątkowy jest powiązany z temperaturą.Im wyższa temperatura, tym mniejsza tylna siła elektromotoryczna.
Podsumowując, czynniki wpływające na siłę elektromotoryczną wsteczną obejmują prędkość obrotową, liczbę zwojów na szczelinę, liczbę faz, liczbę równoległych gałęzi, krótki skok całkowity, obwód magnetyczny silnika, długość szczeliny powietrznej, koordynację biegun-szczelina, magnetyzm szczątkowy magnesu, i położenie magnesu.Oraz rozmiar magnesu, kierunek namagnesowania magnesu, temperatura.
5. Jak dobrać wielkość siły elektromotorycznej w konstrukcji silnika?
W konstrukcji silnika tylna siła elektromotoryczna E jest bardzo ważna.Myślę, że jeśli tylna siła elektromotoryczna będzie dobrze zaprojektowana (odpowiedni dobór rozmiaru i niski współczynnik zniekształceń przebiegu), silnik będzie dobry.Główne skutki działania siły elektromotorycznej na silniki są następujące:
1. Wielkość tylnej siły elektromotorycznej określa punkt osłabienia pola silnika, a punkt osłabienia pola określa rozkład mapy sprawności silnika.
2. Stopień zniekształcenia przebiegu tylnej siły elektromotorycznej wpływa na tętnienie momentu obrotowego silnika i stabilność wyjściowego momentu obrotowego podczas pracy silnika.
3. Wielkość tylnej siły elektromotorycznej bezpośrednio określa współczynnik momentu obrotowego silnika, a współczynnik tylnej siły elektromotorycznej jest wprost proporcjonalny do współczynnika momentu obrotowego.Z tego możemy wyciągnąć następujące sprzeczności napotykane przy projektowaniu silników:
A.W miarę wzrostu tylnej siły elektromotorycznej silnik może utrzymać wysoki moment obrotowy pod obciążeniemkontroleraograniczyć prąd w obszarze roboczym przy niskich prędkościach, ale nie może generować momentu obrotowego przy dużych prędkościach ani nawet osiągnąć oczekiwanej prędkości;
B.Gdy tylna siła elektromotoryczna jest mała, silnik nadal ma zdolność wyjściową w obszarze dużych prędkości, ale momentu obrotowego nie można osiągnąć przy tym samym prądzie sterownika przy niskiej prędkości.
Dlatego konstrukcja tylnej siły elektromotorycznej zależy od rzeczywistych potrzeb silnika.Na przykład przy projektowaniu małego silnika, jeśli wymagane jest nadal generowanie wystarczającego momentu obrotowego przy niskiej prędkości, wówczas tylna siła elektromotoryczna musi być zaprojektowana tak, aby była większa.
Czas publikacji: 04 lutego 2024 r