뉴스 - 영구자석 동기모터의 역기전력(Back EMF)

영구자석 동기모터의 역기전력

1. 역기전력은 어떻게 생성되나요?

역기전력의 발생은 이해하기 쉽습니다. 원리는 도체가 자력선을 절단한다는 것입니다. 둘 사이에 상대 운동이 있는 한 자기장은 정지해 있고 도체가 이를 자르거나, 도체가 정지하고 자기장이 움직일 수 있습니다.

영구자석 동기전동기의 경우 코일은 고정자(도체)에 고정되고 영구자석은 회전자(자기장)에 고정됩니다. 회전자가 회전하면 회전자에 있는 영구자석에 의해 생성된 자기장이 회전하고 고정자의 코일에 의해 절단되어 코일에 역기전력이 발생합니다. 왜 역기전력이라고 합니까? 이름에서 알 수 있듯이 역기전력 E의 방향은 단자 전압 U의 방향과 반대입니다(그림 1 참조).

그림 1

2. 역기전력과 단자 전압의 관계는 무엇입니까?

그림 1에서 볼 수 있듯이 역기전력과 부하 시 단자 전압 사이의 관계는 다음과 같습니다.

역기전력 테스트는 일반적으로 무부하 조건, 전류 없이 1000rpm의 속도로 수행됩니다. 일반적으로 1000rpm의 값은 역기전력 계수 = 평균 역기전력 값/속도로 정의됩니다. 역기전력 계수는 모터의 중요한 매개변수입니다. 여기서는 속도가 안정되기 전에 부하 시 역기전력이 지속적으로 변한다는 점에 유의해야 합니다. 식(1)을 통해 부하 시 역기전력이 단자 전압보다 작다는 것을 알 수 있습니다. 역기전력이 단자전압보다 크면 발전기가 되어 외부로 전압을 출력한다. 실제 작업에서의 저항과 전류는 작기 때문에 역기전력의 값은 단자 전압과 대략 동일하며 단자 전압의 정격 값에 의해 제한됩니다.

3. 역기전력의 물리적 의미

역기전력이 존재하지 않는다면 어떤 일이 일어날지 상상해 보십시오. 방정식 (1)에서 역기전력이 없으면 전체 모터는 순수한 저항기와 동일하며 모터가 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 것과는 반대로 많은 열을 발생시키는 장치가 됨을 알 수 있습니다. 전기 에너지 변환 방정식,UI는 배터리, 모터 또는 변압기에 대한 입력 전기 에너지와 같은 입력 전기 에너지입니다. I2Rt는 각 회로의 열 손실 에너지로, 일종의 열 손실 에너지이며 작을수록 좋습니다. 입력된 전기에너지와 열손실된 전기에너지의 차이, 역기전력에 해당하는 유용에너지이다..즉, 역기전력은 유용한 에너지를 생성하는 데 사용되며 열 손실과 반비례합니다. 열 손실 에너지가 클수록 달성 가능한 유용한 에너지는 작아집니다. 객관적으로 말하면 역기전력은 회로에서 전기 에너지를 소비하지만 "손실"은 아닙니다. 역기전력에 해당하는 전기에너지의 일부는 모터의 기계적 에너지, 배터리의 화학적 에너지 등 전기기기에 유용한 에너지로 변환됩니다.

이를 통해 역기전력의 크기는 전기설비가 입력된 전체 에너지를 유용한 에너지로 변환하는 능력을 의미하며, 이는 전기설비의 변환능력 수준을 반영함을 알 수 있다.

4. 역기전력의 크기는 무엇에 따라 달라지나요?

역기전력의 계산식은 다음과 같습니다.

E는 코일 기전력, ψ는 자속, f는 주파수, N은 감은 수, Φ는 자속입니다.
위의 공식을 바탕으로 역기전력의 크기에 영향을 미치는 몇 가지 요소를 누구나 말할 수 있다고 생각합니다. 다음은 요약한 기사입니다.

(1) 역기전력은 자속의 변화율과 같습니다. 속도가 높을수록 변화율도 커지고 역기전력도 커집니다.

(2) 자속 자체는 감은 수에 단회전 자속을 곱한 것과 같습니다. 따라서 감은 수가 많을수록 자속이 커지고 역기전력이 커집니다.

(3) 권수는 스타-델타 연결, 슬롯당 권수, 위상 수, 톱니 수, 병렬 분기 수, 풀 피치 또는 짧은 피치 방식과 같은 권선 방식과 관련됩니다.

(4) 단회전 자속은 기자력을 자기저항으로 나눈 값과 같습니다. 따라서 기자력이 클수록 자속 방향의 자기 저항은 작아지고 역기전력은 커집니다.

(5) 자기 저항은 에어 갭 및 폴-슬롯 조정과 관련이 있습니다. 공극이 클수록 자기 저항은 커지고 역기전력은 작아집니다. 폴-슬롯 조정은 더 복잡하며 구체적인 분석이 필요합니다.

(6) 기자력은 자석의 잔류자력과 자석의 유효면적과 관련이 있다. 잔류 자기가 클수록 역기전력은 높아집니다. 유효 면적은 자석의 자화 방향, 크기 및 배치와 관련되며 구체적인 분석이 필요합니다.

(7) 잔류자기는 온도와 관련이 있다. 온도가 높을수록 역기전력은 작아집니다.

요약하면, 역기전력에 영향을 미치는 요인으로는 회전 속도, 슬롯당 감은 수, 위상 수, 병렬 분기 수, 풀 피치 및 짧은 피치, 모터 자기 회로, 에어 갭 길이, 폴-슬롯 매칭, 자강 잔류 자성 등이 있습니다. , 자석 강철 배치 및 크기, 자석 강철 자화 방향 및 온도.

5. 모터 설계 시 역기전력 크기는 어떻게 선택하나요?

모터 설계에서는 역기전력 E가 매우 중요합니다. 역기전력이 잘 설계되면(적절한 크기, 낮은 파형 왜곡) 모터가 좋은 것입니다. 역기전력은 모터에 몇 가지 주요 영향을 미칩니다.

1. 역기전력의 크기는 모터의 약한 자기점을 결정하고, 약한 자기점은 모터 효율 맵의 분포를 결정합니다.
2. 역기전력 파형의 왜곡률은 모터 리플 토크와 모터 작동 시 토크 출력의 평활도에 영향을 미칩니다.
3. 역기전력의 크기는 모터의 토크 계수를 직접 결정하며 역기전력 계수는 토크 계수에 비례합니다.
이를 통해 모터 설계에서 다음과 같은 모순을 얻을 수 있습니다.
에이. 역기전력이 크면 모터는 저속 작동 영역에서 컨트롤러 제한 전류에서 높은 토크를 유지할 수 있지만 고속에서는 토크를 출력할 수 없으며 심지어 예상 속도에도 도달할 수 없습니다.
비. 역기전력이 작은 경우 모터는 고속 영역에서 여전히 출력 용량을 갖지만 저속에서는 동일한 컨트롤러 전류에서 토크를 달성할 수 없습니다.

6. 역기전력이 영구 자석 모터에 미치는 긍정적인 영향.

역기전력의 존재는 영구자석 모터의 작동에 매우 중요합니다. 모터에 몇 가지 장점과 특수 기능을 가져올 수 있습니다.
에이. 에너지 절약
영구 자석 모터에 의해 생성된 역기전력은 모터의 전류를 줄여 전력 손실을 줄이고 에너지 손실을 줄이며 에너지 절약 목적을 달성할 수 있습니다.
비. 토크 증가
역기전력은 전원 전압과 반대입니다. 모터 속도가 증가하면 역기전력도 증가합니다. 역전압은 모터 권선의 인덕턴스를 감소시켜 전류를 증가시킵니다. 이를 통해 모터는 추가 토크를 생성하고 모터의 전력 성능을 향상시킬 수 있습니다.
기음. 역감속
영구 자석 모터가 전력을 잃은 후 역기전력(back EMF)의 존재로 인해 계속 자속을 생성하고 회 전자가 계속 회전하게 할 수 있으며 이는 역기전력 역방향 속도의 효과를 형성하며 이는 다음과 같은 일부 응용 분야에서 매우 유용합니다. 공작 기계 및 기타 장비로.

즉, 역기전력은 영구자석 모터의 필수 요소입니다. 이는 영구 자석 모터에 많은 이점을 제공하며 모터 설계 및 제조에서 매우 중요한 역할을 합니다. 역기전력의 크기와 파형은 영구자석 모터의 설계, 제조 공정, 사용 조건 등의 요인에 따라 달라집니다. 역기전력의 크기와 파형은 모터의 성능과 안정성에 중요한 영향을 미칩니다.

안후이 Mingteng 영구 자석 전기 기계 설비 유한 회사 (https://www.mingtengmotor.com/)영구 자석 동기 모터 전문 제조업체입니다. 당사의 기술 센터에는 40명 이상의 R&D 인력이 설계, 프로세스, 테스트의 3개 부서로 나누어져 있으며 영구 자석 동기 모터의 연구 개발, 설계 및 프로세스 혁신을 전문으로 합니다. 전문 설계 소프트웨어와 자체 개발한 영구 자석 모터 특수 설계 프로그램을 사용하여 모터 설계 및 제조 과정에서 역기전력의 크기와 파형을 사용자의 실제 요구와 특정 작업 조건에 따라 신중하게 고려하여 보장합니다. 모터의 성능과 안정성을 높이고 모터의 에너지 효율을 향상시킵니다.

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게시 시간: 2024년 8월 20일