뉴스 - 영구자석 동기 모터의 역기전력

영구자석 동기 모터의 역기전력

1. 역기전력은 어떻게 생성되나요?

역기전력의 발생 원리는 이해하기 쉽습니다. 원리는 도체가 자기력선을 절단한다는 것입니다. 두 자기력선 사이에 상대 운동이 있는 한, 자기장은 정지해 있고 도체가 자기력을 절단할 수도 있고, 도체가 정지해 있고 자기장이 움직일 수도 있습니다.

영구 자석 동기 모터의 경우, 코일은 고정자(도체)에 고정되고 영구 자석은 회전자(자기장)에 고정됩니다. 회전자가 회전하면 회전자의 영구 자석에서 생성된 자기장이 회전하고, 고정자의 코일에 의해 차단되어 코일에 역기전력이 발생합니다. 왜 역기전력이라고 할까요? 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 시험은 일반적으로 무부하 조건, 무전류 및 1000rpm의 속도에서 수행됩니다. 일반적으로 1000rpm의 값은 역기전력 계수 = 평균 역기전력 값 / 속도로 정의됩니다. 역기전력 계수는 모터의 중요한 매개변수입니다. 여기서 부하 하의 역기전력은 속도가 안정되기 전에 끊임없이 변한다는 점에 유의해야 합니다. 공식 (1)에서 부하 하의 역기전력은 단자 전압보다 작다는 것을 알 수 있습니다. 역기전력이 단자 전압보다 크면 발전기가 되어 외부로 전압을 출력합니다. 실제 작업에서는 저항과 전류가 작기 때문에 역기전력 값은 단자 전압과 거의 같고 단자 전압의 정격 값에 의해 제한됩니다.

3. 역기전력의 물리적 의미

역기전력이 없다면 어떤 일이 일어날지 상상해 보세요. 방정식 (1)에서 역기전력이 없다면 모터 전체가 순수한 저항과 같아 많은 열을 발생시키는 장치가 된다는 것을 알 수 있습니다. 이는 모터가 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 것과 상반됩니다. 전기 에너지 변환 방정식에서,UIt는 배터리, 모터 또는 변압기에 대한 입력 전기 에너지와 같은 입력 전기 에너지입니다.I2Rt는 각 회로의 열 손실 에너지로, 일종의 열 손실 에너지이며 작을수록 좋습니다.입력 전기 에너지와 열 손실 전기 에너지의 차이는 역기전력에 해당하는 유효 에너지입니다.즉, 역기전력은 유용한 에너지를 생성하는 데 사용되며 열 손실과 반비례합니다. 열 손실 에너지가 클수록 얻을 수 있는 유용 에너지는 줄어듭니다. 객관적으로 말하면, 역기전력은 회로의 전기 에너지를 소비하지만 "손실"은 아닙니다. 역기전력에 해당하는 전기 에너지 일부는 모터의 기계적 에너지, 배터리의 화학 에너지 등 전기 장비에 유용한 에너지로 변환됩니다.

이를 통해 역기전력의 크기가 전기 설비가 전체 입력 에너지를 유용한 에너지로 전환하는 능력을 의미하며, 이는 전기 설비의 전환 능력 수준을 반영한다는 것을 알 수 있습니다.

4. 역기전력의 크기는 무엇에 따라 달라지나요?

역기전력의 계산 공식은 다음과 같습니다.

E는 코일의 기전력, ψ는 자속, f는 주파수, N은 권선 수, Φ는 자속입니다.
위 공식을 바탕으로, 아마 누구나 역기전력의 크기에 영향을 미치는 몇 가지 요인을 추측할 수 있을 것입니다. 요약하자면 다음과 같습니다.

(1) 역기전력은 자속의 변화율과 같습니다. 자속의 속도가 빠를수록 변화율이 커지고 역기전력도 커집니다.

(2) 자속 자체는 1회전 자속의 권수에 1회전 자속을 곱한 값과 같습니다. 따라서 권수가 많을수록 자속이 커지고 역기전력도 커집니다.

(3) 권선의 수는 스타-델타 결선, 슬롯당 권선 수, 상 수, 이빨 수, 병렬 분기 수, 전피치 또는 단피치 방식과 같은 권선 방식과 관련이 있습니다.

(4) 1회전 자속은 기자력을 자기저항으로 나눈 값과 같습니다. 따라서 기자력이 클수록 자속 방향의 자기저항은 작아지고 역기전력은 커집니다.

(5) 자기 저항은 공극과 극-슬롯 배위와 관련이 있습니다. 공극이 클수록 자기 저항은 커지고 역기전력은 작아집니다. 극-슬롯 배위는 더 복잡하고 구체적인 분석이 필요합니다.

(6) 자기기전력은 자석의 잔류 자기와 자석의 유효 면적과 관련이 있습니다. 잔류 자기가 클수록 역기전력이 커집니다. 유효 면적은 자석의 자화 방향, 크기 및 배치와 관련이 있으며 구체적인 분석이 필요합니다.

(7) 잔류 자기는 온도와 관련이 있습니다. 온도가 높을수록 역기전력은 작아집니다.

요약하자면, 역기전력에 영향을 미치는 요인에는 회전 속도, 슬롯당 권선수, 상수, 병렬 분기수, 전피치 및 단피치, 모터 자기 회로, 공극 길이, 극-슬롯 매칭, 자기강 잔류 자기, 자기강 배치 및 크기, 자기강 자화 방향, 온도 등이 있습니다.

5. 모터 설계 시 역기전력의 크기를 어떻게 선택합니까?

모터 설계에서 역기전력(E)은 매우 중요합니다. 역기전력이 잘 설계되면(적절한 크기, 낮은 파형 왜곡) 모터는 좋은 성능을 발휘합니다. 역기전력은 모터에 여러 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 부드러움에 영향을 미칩니다.
3. 역기전력의 크기는 모터의 토크 계수를 직접 결정하며, 역기전력 계수는 토크 계수에 비례합니다.
이로부터 모터 설계에 있어서 다음과 같은 모순이 발생한다.
가. 역기전력이 큰 경우 모터는 저속 운전 영역에서 제어기 한계 전류에서 높은 토크를 유지할 수 있지만 고속에서는 토크를 출력할 수 없으며, 심지어 예상 속도에 도달할 수도 없습니다.
b. 역기전력이 작으면 모터는 고속 영역에서는 출력 용량을 유지하지만, 저속에서는 동일한 제어 전류로 토크를 얻을 수 없습니다.

6. 영구자석 모터에 대한 역기전력의 긍정적 영향.

역기전력의 존재는 영구자석 모터의 작동에 매우 중요합니다. 역기전력은 모터에 몇 가지 장점과 특수 기능을 제공할 수 있습니다.
가. 에너지 절약
영구자석 모터가 생성하는 역기전력은 모터의 전류를 감소시켜 전력 손실을 줄이고, 에너지 손실을 줄여 에너지 절약의 목적을 달성할 수 있습니다.
b. 토크 증가
역기전력은 전원 전압과 반대입니다. 모터 속도가 증가하면 역기전력도 증가합니다. 역전압은 모터 권선의 인덕턴스를 감소시켜 전류를 증가시킵니다. 이를 통해 모터는 추가적인 토크를 생성하고 모터의 전력 성능을 향상시킬 수 있습니다.
c. 역방향 감속
영구자석 모터는 전력을 잃은 후에도 역기전력의 존재로 인해 계속해서 자속을 생성하고 회전자가 계속 회전하도록 할 수 있으며, 이는 역기전력 역방향 속도 효과를 형성합니다. 이는 공작 기계 및 기타 장비와 같은 일부 응용 분야에서 매우 유용합니다.

간단히 말해, 역기전력은 영구자석 모터의 필수적인 요소입니다. 역기전력은 영구자석 모터에 많은 이점을 제공하며 모터의 설계 및 제조에 매우 중요한 역할을 합니다. 역기전력의 크기와 파형은 영구자석 모터의 설계, 제조 공정 및 사용 조건과 같은 요인에 따라 달라집니다. 역기전력의 크기와 파형은 모터의 성능과 안정성에 중요한 영향을 미칩니다.

안후이 밍텅 영구자석 전기기계 설비 유한회사(https://www.mingtengmotor.com/)는 영구 자석 동기 모터 전문 제조업체입니다. 당사 기술 센터는 40명 이상의 R&D 인력을 보유하고 있으며, 설계, 공정, 테스트의 세 부서로 나뉘어 영구 자석 동기 모터의 연구 개발, 설계 및 공정 혁신을 전문으로 합니다. 전문 설계 소프트웨어와 자체 개발한 영구 자석 모터 특수 설계 프로그램을 사용하여 모터 설계 및 제조 과정에서 사용자의 실제 요구와 특정 작업 조건에 따라 역기전력의 크기와 파형을 신중하게 고려하여 모터의 성능과 안정성을 보장하고 에너지 효율을 향상시킵니다.

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게시 시간: 2024년 8월 20일