Kembali EMF Motor Sinkron Magnet Permanen
1. Bagaimana EMF balik dihasilkan?
Pembangkitan gaya gerak listrik balik mudah dimengerti. Prinsipnya adalah konduktor memotong garis gaya magnet. Selama ada gerak relatif antara keduanya, medan magnet dapat diam dan konduktor memotongnya, atau konduktor dapat diam dan medan magnet bergerak.
Untuk motor sinkron magnet permanen, kumparannya dipasang pada stator (konduktor) dan magnet permanen dipasang pada rotor (medan magnet). Pada saat rotor berputar maka medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen pada rotor akan berputar, dan akan dipotong oleh kumparan pada stator sehingga menimbulkan gaya gerak listrik balik pada kumparan. Mengapa disebut gaya gerak listrik balik? Seperti namanya, arah gaya gerak listrik balik E berlawanan dengan arah tegangan terminal U (seperti terlihat pada Gambar 1).
Gambar 1
2.Apa hubungan antara EMF balik dan tegangan terminal?
Terlihat dari Gambar 1 bahwa hubungan antara gaya gerak listrik balik dengan tegangan terminal di bawah beban adalah:
Uji gaya gerak listrik balik umumnya dilakukan dalam kondisi tanpa beban, tanpa arus dan pada kecepatan 1000 rpm. Secara umum, nilai 1000rpm didefinisikan sebagai koefisien EMF balik = nilai/kecepatan EMF balik rata-rata. Koefisien back-EMF merupakan parameter penting motor. Perlu dicatat di sini bahwa EMF balik di bawah beban terus berubah sebelum kecepatannya stabil. Dari rumus (1), kita dapat mengetahui bahwa gaya gerak listrik balik di bawah beban lebih kecil dari tegangan terminal. Jika gaya gerak listrik balik lebih besar dari tegangan terminal, maka ia menjadi generator dan mengeluarkan tegangan ke luar. Karena resistansi dan arus dalam pekerjaan sebenarnya kecil, nilai gaya gerak listrik balik kira-kira sama dengan tegangan terminal dan dibatasi oleh nilai pengenal tegangan terminal.
3. Arti fisis gaya gerak listrik balik
Bayangkan apa jadinya jika EMF belakang tidak ada? Dari persamaan (1), kita dapat melihat bahwa tanpa EMF belakang, seluruh motor setara dengan resistor murni, menjadi perangkat yang menghasilkan banyak panas, yang bertentangan dengan konversi energi listrik menjadi energi mekanik oleh motor. persamaan konversi energi listrik
,UIitu adalah masukan energi listrik, seperti masukan energi listrik ke baterai, motor atau trafo; I2Rt adalah energi kehilangan panas pada setiap rangkaian, yaitu sejenis energi kehilangan panas, semakin kecil semakin baik; perbedaan antara energi listrik masukan dan energi listrik kehilangan panas, Ini adalah energi berguna yang sesuai dengan gaya gerak listrik belakang
.Dengan kata lain, EMF balik digunakan untuk menghasilkan energi yang berguna dan berbanding terbalik dengan kehilangan panas. Semakin besar energi kehilangan panas, semakin kecil energi berguna yang dapat dicapai. Secara obyektif, gaya gerak listrik balik mengkonsumsi energi listrik dalam rangkaian, tetapi ini bukan merupakan “kerugian”. Bagian energi listrik yang berhubungan dengan gaya gerak listrik balik akan diubah menjadi energi yang berguna untuk peralatan listrik, seperti energi mekanik motor, energi kimia baterai, dll.
Dari sini terlihat bahwa besar kecilnya gaya gerak listrik balik berarti kemampuan peralatan listrik tersebut dalam mengubah total energi masukan menjadi energi berguna, yang mencerminkan tingkat kemampuan konversi peralatan listrik tersebut.
4. Besarnya gaya gerak listrik balik bergantung pada apa?
Rumus perhitungan gaya gerak listrik balik adalah:
E adalah gaya gerak listrik kumparan, ψ adalah fluks magnet, f adalah frekuensi, N adalah jumlah lilitan, dan Φ adalah fluks magnet.
Berdasarkan rumus di atas, saya yakin semua orang mungkin dapat menyebutkan beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak listrik balik. Berikut ini artikel untuk diringkas:
(1) EMF balik sama dengan laju perubahan fluks magnet. Semakin tinggi kecepatannya, semakin besar pula laju perubahannya dan semakin besar EMF baliknya.
(2) Fluks magnet itu sendiri sama dengan jumlah lilitan dikalikan dengan fluks magnet satu lilitan. Oleh karena itu, semakin tinggi jumlah lilitan, semakin besar fluks magnet dan semakin besar EMF baliknya.
(3) Jumlah lilitan berkaitan dengan skema belitan, seperti sambungan bintang-delta, jumlah lilitan per slot, jumlah fasa, jumlah gigi, jumlah cabang paralel, dan skema pitch penuh atau pitch pendek.
(4) Fluks magnet putaran tunggal sama dengan gaya gerak magnet dibagi hambatan magnet. Oleh karena itu, semakin besar gaya gerak magnet, semakin kecil hambatan magnet searah fluks magnet dan semakin besar EMF baliknya.
(5) Resistensi magnetik berhubungan dengan koordinasi celah udara dan celah kutub. Semakin besar celah udara, semakin besar hambatan magnetnya dan semakin kecil EMF belakangnya. Koordinasi pole-slot lebih rumit dan memerlukan analisis khusus.
(6) Gaya gerak magnet berhubungan dengan sisa kemagnetan magnet dan luas efektif magnet. Semakin besar sisa magnet, semakin tinggi EMF baliknya. Area efektif berkaitan dengan arah magnetisasi, ukuran dan penempatan magnet dan memerlukan analisis khusus.
(7) Magnet sisa berhubungan dengan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil EMF baliknya.
Singkatnya, faktor-faktor yang mempengaruhi EMF balik meliputi kecepatan putaran, jumlah putaran per slot, jumlah fasa, jumlah cabang paralel, pitch penuh dan pitch pendek, rangkaian magnet motor, panjang celah udara, pencocokan kutub-slot, magnet sisa baja magnetik. , penempatan dan ukuran baja magnetis, arah magnetisasi baja magnetis, dan suhu.
5. Bagaimana cara memilih ukuran gaya gerak listrik balik dalam desain motor?
Dalam desain motor, EMF belakang E sangat penting. Jika EMF belakang dirancang dengan baik (ukuran sesuai, distorsi bentuk gelombang rendah), motornya bagus. EMF belakang mempunyai beberapa efek besar pada motor:
1. Besarnya EMF belakang menentukan titik magnet lemah motor, dan titik magnet lemah menentukan sebaran peta efisiensi motor.
2. Tingkat distorsi bentuk gelombang EMF belakang mempengaruhi torsi riak motor dan kelancaran keluaran torsi saat motor berjalan.
3. Besarnya EMF belakang secara langsung menentukan koefisien torsi motor, dan koefisien EMF belakang sebanding dengan koefisien torsi.
Dari sini dapat diperoleh kontradiksi dalam desain motor sebagai berikut:
A. Ketika EMF belakang besar, motor dapat mempertahankan torsi tinggi pada arus batas pengontrol di area operasi kecepatan rendah, tetapi tidak dapat menghasilkan torsi pada kecepatan tinggi, dan bahkan tidak dapat mencapai kecepatan yang diharapkan;
B. Ketika EMF belakang kecil, motor masih memiliki kapasitas keluaran di area kecepatan tinggi, namun torsi tidak dapat dicapai pada arus pengontrol yang sama pada kecepatan rendah.
6. Dampak positif EMF balik pada motor magnet permanen.
Keberadaan EMF balik sangat penting untuk pengoperasian motor magnet permanen. Ini dapat memberikan beberapa keunggulan dan fungsi khusus pada motor:
A. Hemat energi
EMF belakang yang dihasilkan oleh motor magnet permanen dapat mengurangi arus motor, sehingga mengurangi kehilangan daya, mengurangi kehilangan energi, dan mencapai tujuan penghematan energi.
B. Tingkatkan torsi
EMF belakang berlawanan dengan tegangan catu daya. Ketika kecepatan motor meningkat, EMF belakang juga meningkat. Tegangan balik akan menurunkan induktansi belitan motor sehingga mengakibatkan peningkatan arus. Hal ini memungkinkan motor menghasilkan torsi tambahan dan meningkatkan performa tenaga motor.
C. Deselerasi terbalik
Setelah motor magnet permanen kehilangan daya, karena adanya EMF balik, motor tersebut dapat terus menghasilkan fluks magnet dan membuat rotor terus berputar, yang membentuk efek kecepatan mundur EMF balik, yang sangat berguna dalam beberapa aplikasi, seperti seperti peralatan mesin dan perlengkapan lainnya.
Singkatnya, EMF belakang adalah elemen tak terpisahkan dari motor magnet permanen. Ini membawa banyak manfaat bagi motor magnet permanen dan memainkan peran yang sangat penting dalam desain dan pembuatan motor. Ukuran dan bentuk gelombang EMF balik bergantung pada faktor-faktor seperti desain, proses pembuatan, dan kondisi penggunaan motor magnet permanen. Ukuran dan bentuk gelombang EMF belakang mempunyai pengaruh penting terhadap kinerja dan stabilitas motor.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd.(https://www.mingtengmotor.com/)adalah produsen profesional motor sinkron magnet permanen. Pusat teknis kami memiliki lebih dari 40 personel R&D, dibagi menjadi tiga departemen: desain, proses, dan pengujian, yang mengkhususkan diri dalam penelitian dan pengembangan, desain, dan inovasi proses motor sinkron magnet permanen. Menggunakan perangkat lunak desain profesional dan program desain khusus motor magnet permanen yang dikembangkan sendiri, selama desain motor dan proses manufaktur, ukuran dan bentuk gelombang gaya gerak listrik belakang akan dipertimbangkan dengan cermat sesuai dengan kebutuhan aktual dan kondisi kerja spesifik pengguna untuk memastikan kinerja dan stabilitas motor dan meningkatkan efisiensi energi motor.
Hak Cipta: Artikel ini adalah cetakan ulang dari nomor publik WeChat “电机技术及应用”, tautan asli https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw
Artikel ini tidak mewakili pandangan perusahaan kami. Jika Anda mempunyai pendapat atau pandangan yang berbeda, mohon koreksi kami!
Waktu posting: 20 Agustus-2024