EMF Balik Motor Sinkron Magnet Permanen
1. Bagaimana EMF balik dihasilkan?
Pembangkitan gaya gerak listrik balik mudah dipahami. Prinsipnya adalah konduktor memotong garis gaya magnet. Selama ada gerakan relatif antara keduanya, medan magnet dapat diam dan konduktor memotongnya, atau konduktor dapat diam dan medan magnet bergerak.
Untuk motor sinkron magnet permanen, kumparannya terpasang pada stator (konduktor) dan magnet permanen terpasang pada rotor (medan magnet). Ketika rotor berputar, medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen pada rotor akan berputar, dan akan dipotong oleh kumparan pada stator, sehingga menghasilkan gaya gerak listrik balik pada kumparan. Mengapa disebut gaya gerak listrik balik? Sesuai namanya, arah gaya gerak listrik balik E berlawanan dengan arah tegangan terminal U (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1).
Gambar 1
2.Apa hubungan antara EMF balik dan tegangan terminal?
Dari Gambar 1 dapat dilihat bahwa hubungan antara gaya gerak listrik balik dengan tegangan terminal pada saat beban adalah:
Uji gaya gerak listrik balik umumnya dilakukan dalam kondisi tanpa beban, tanpa arus dan pada kecepatan 1000 rpm. Umumnya, nilai 1000 rpm didefinisikan sebagai koefisien back-EMF = nilai back-EMF rata-rata/kecepatan. Koefisien back-EMF merupakan parameter penting motor. Perlu dicatat di sini bahwa back-EMF 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, ia menjadi generator dan mengeluarkan tegangan ke luar. Karena resistansi dan arus dalam pekerjaan aktual kecil, nilai gaya gerak listrik balik kira-kira sama dengan tegangan terminal dan dibatasi oleh nilai pengenal tegangan terminal.
3. Arti Fisika dari Gaya Gerak Gerak Belakang
Bayangkan apa yang akan terjadi 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 motor menjadi energi mekanik. Dalam persamaan konversi energi listrik
,UIt adalah energi listrik masukan, seperti energi listrik masukan ke baterai, motor atau transformator; I2Rt adalah energi kehilangan panas di setiap sirkuit, yang merupakan jenis 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 balik
Dengan kata lain, gaya gerak listrik 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 objektif, gaya gerak listrik balik mengonsumsi energi listrik di sirkuit, tetapi itu bukan "kerugian". Bagian energi listrik yang sesuai dengan gaya gerak listrik balik akan diubah menjadi energi yang berguna untuk peralatan listrik, seperti energi mekanik motor, energi kimia baterai, dll.
Dari sini dapat diketahui bahwa besarnya gaya gerak listrik balik adalah kemampuan peralatan listrik dalam mengubah seluruh tenaga masukan menjadi tenaga bermanfaat yang mencerminkan tingkat kemampuan pengubahan peralatan listrik tersebut.
4. Besarnya gaya gerak listrik balik bergantung pada apa?
Rumus perhitungan gaya gerak listrik balik adalah:
E merupakan gaya gerak listrik kumparan, ψ merupakan fluks magnet, f merupakan frekuensi, N merupakan jumlah lilitan, dan Φ merupakan fluks magnet.
Berdasarkan rumus di atas, saya yakin setiap orang mungkin dapat menyebutkan beberapa faktor yang memengaruhi besarnya gaya gerak listrik balik. Berikut ini adalah artikel untuk merangkumnya:
(1) EMF balik sama dengan laju perubahan fluks magnet. Semakin tinggi kecepatan, semakin besar laju perubahan dan semakin besar EMF balik.
(2) Fluks magnet itu sendiri sama dengan jumlah lilitan dikalikan dengan fluks magnet lilitan tunggal. Oleh karena itu, semakin tinggi jumlah lilitan, semakin besar fluks magnet dan semakin besar pula GGL baliknya.
(3) Jumlah lilitan berhubungan dengan skema belitan, seperti hubungan 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 dengan resistansi magnet. Oleh karena itu, semakin besar gaya gerak magnet, semakin kecil resistansi magnet dalam arah fluks magnet dan semakin besar pula GGL balik.
(5) Resistensi magnetik terkait dengan celah udara dan koordinasi kutub-slot. Semakin besar celah udara, semakin besar resistensi magnetik dan semakin kecil EMF balik. Koordinasi kutub-slot lebih rumit dan memerlukan analisis khusus.
(6) Gaya gerak magnetomotor berkaitan dengan kemagnetan sisa magnet dan luas efektif magnet. Semakin besar kemagnetan sisa, semakin tinggi pula GGL baliknya. Luas efektif berkaitan dengan arah magnetisasi, ukuran dan penempatan magnet dan memerlukan analisis khusus.
(7) Magnetisme sisa berhubungan dengan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil EMF baliknya.
Singkatnya, faktor yang memengaruhi EMF balik meliputi kecepatan putaran, jumlah lilitan per slot, jumlah fase, jumlah cabang paralel, pitch penuh dan pitch pendek, rangkaian magnetik motor, panjang celah udara, pencocokan kutub-slot, kemagnetan sisa baja magnetik, penempatan dan ukuran baja magnetik, arah magnetisasi baja magnetik, dan suhu.
5. Bagaimana cara memilih besarnya gaya gerak listrik balik pada desain motor?
Dalam desain motor, EMF belakang sangatlah penting. Jika EMF belakang dirancang dengan baik (ukuran yang sesuai, distorsi bentuk gelombang rendah), motor tersebut bagus. EMF belakang memiliki beberapa efek utama pada motor:
1. Besarnya EMF balik menentukan titik lemah magnet motor, dan titik lemah magnet menentukan distribusi peta efisiensi motor.
2. Tingkat distorsi gelombang EMF belakang memengaruhi torsi riak motor dan kelancaran keluaran torsi saat motor berjalan.
3. Besarnya EMF balik secara langsung menentukan koefisien torsi motor, dan koefisien EMF balik sebanding dengan koefisien torsi.
Dari sini, kontradiksi berikut dalam desain motor dapat diperoleh:
a. Ketika EMF belakang besar, motor dapat mempertahankan torsi tinggi pada batas arus pengontrol di area operasi kecepatan rendah, tetapi tidak dapat mengeluarkan 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, tetapi 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. Hal ini dapat memberikan beberapa keuntungan dan fungsi khusus pada motor:
a. Hemat energi
EMF balik yang dihasilkan oleh motor magnet permanen dapat mengurangi arus motor, sehingga mengurangi kehilangan daya, mengurangi kehilangan energi, dan mencapai tujuan penghematan energi.
b. Meningkatkan torsi
GGL balik berlawanan dengan tegangan catu daya. Saat kecepatan motor meningkat, GGL balik juga meningkat. Tegangan balik akan mengurangi induktansi lilitan motor, yang mengakibatkan peningkatan arus. Hal ini memungkinkan motor menghasilkan torsi tambahan dan meningkatkan kinerja daya motor.
c. Deselerasi terbalik
Setelah motor magnet permanen kehilangan daya, karena adanya EMF balik, ia dapat terus menghasilkan fluks magnetik dan membuat rotor terus berputar, yang membentuk efek kecepatan balik EMF balik, yang sangat berguna dalam beberapa aplikasi, seperti peralatan mesin dan peralatan lainnya.
Singkatnya, EMF balik merupakan elemen yang sangat penting dari motor magnet permanen. EMF balik memberikan 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 balik memiliki pengaruh penting pada kinerja dan stabilitas motor.
Anhui Mingteng Peralatan Elektromekanis Magnet Permanen 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. Dengan menggunakan perangkat lunak desain profesional dan program desain khusus motor magnet permanen yang dikembangkan sendiri, selama proses desain dan pembuatan motor, ukuran dan bentuk gelombang gaya gerak listrik balik akan dipertimbangkan secara cermat sesuai dengan kebutuhan aktual dan kondisi kerja spesifik pengguna untuk memastikan kinerja dan stabilitas motor serta meningkatkan efisiensi energi motor.
Hak Cipta: Artikel ini adalah cetakan ulang 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 memiliki pendapat atau pandangan yang berbeda, mohon koreksi kami!
Waktu posting: 20-Agu-2024