1. Sức điện động ngược được tạo ra như thế nào?
Trên thực tế, việc tạo ra sức điện động ngược là điều dễ hiểu.Học sinh có trí nhớ tốt hơn nên biết rằng họ đã được tiếp xúc với nó ngay từ khi còn học cấp hai và cấp ba.Tuy nhiên, lúc bấy giờ nó được gọi là suất điện động cảm ứng.Nguyên tắc là một dây dẫn cắt các đường sức từ.Chỉ cần có hai chuyển động tương đối là đủ thì từ trường không chuyển động và dây dẫn bị cắt;cũng có thể là dây dẫn không chuyển động và từ trường chuyển động.
Đối với đồng bộ nam châm vĩnh cửuđộng cơ, cuộn dây của nó được cố định trên stato (dây dẫn) và nam châm vĩnh cửu được cố định trên rôto (từ trường).Khi rôto quay, từ trường do nam châm vĩnh cửu trên rôto tạo ra sẽ quay và bị stato hút.Cuộn dây trên cuộn dây bị cắt vàmột sức điện động ngượcđược tạo ra trong cuộn dây.Tại sao gọi là sức điện động ngược?Đúng như tên gọi, vì hướng của suất điện động ngược E ngược với hướng của điện áp đầu cực U (như trong Hình 1).
2. Mối quan hệ giữa suất điện động ngược và điện áp đầu cực là gì?
Có thể thấy từ Hình 1 rằng mối quan hệ giữa suất điện động ngược và điện áp đầu cực khi tải là:
Để kiểm tra lực điện động ngược, nó thường được kiểm tra trong điều kiện không tải, không có dòng điện và tốc độ quay là 1000 vòng/phút.Nói chung, giá trị 1000 vòng/phút được xác định và hệ số lực điện động ngược = giá trị trung bình của lực/tốc độ điện động ngược.Hệ số suất điện động ngược là một thông số quan trọng của động cơ.Cần lưu ý ở đây rằng sức điện động ngược khi có tải thay đổi liên tục trước khi tốc độ ổn định.Từ phương trình (1), chúng ta có thể biết rằng suất điện động ngược khi có tải nhỏ hơn điện áp đầu cực.Nếu suất điện động phía sau lớn hơn điện áp đầu cực, nó sẽ trở thành máy phát điện và đưa điện áp ra bên ngoài.Vì điện trở và dòng điện trong công việc thực tế nhỏ nên giá trị của suất điện động ngược xấp xỉ bằng điện áp đầu cực và bị giới hạn bởi giá trị định mức của điện áp đầu cực.
3. Ý nghĩa vật lý của suất điện động ngược
Hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu suất điện động ngược không tồn tại?Có thể thấy từ phương trình (1) rằng nếu không có suất điện động ngược, toàn bộ động cơ tương đương với một điện trở thuần và trở thành thiết bị tạo ra nhiệt đặc biệt nghiêm trọng.Cái nàytrái ngược với thực tế là động cơ chuyển đổi năng lượng điện thànhnăng lượng cơ học.
Trong mối quan hệ chuyển đổi năng lượng điện
, UIt là năng lượng điện đầu vào, chẳng hạn như năng lượng điện đầu vào vào pin, động cơ hoặc máy biến áp;I2Rt là năng lượng tổn thất nhiệt trong mỗi mạch, phần năng lượng này là một loại năng lượng tổn thất nhiệt, càng nhỏ càng tốt;điện năng đầu vào và tổn thất nhiệt Sự chênh lệch điện năng là phần năng lượng có ích tương ứng với suất điện động ngược.
, nói cách khác, suất điện động ngược được sử dụng để tạo ra năng lượng hữu ích, năng lượng này có quan hệ nghịch với sự mất nhiệt.Năng lượng mất nhiệt càng lớn thì năng lượng hữu ích có thể đạt được càng nhỏ.
Khách quan mà nói, suất điện động ngược có tiêu hao năng lượng điện trong mạch nhưng không phải là “tổn thất”.Phần điện năng tương ứng với suất điện động ngược sẽ được chuyển hóa thành năng lượng có ích cho các thiết bị điện như cơ năng của động cơ, năng lượng của ắc quy.Năng lượng hóa học, v.v.
Có thể thấy, độ lớn của suất điện động ngược biểu thị khả năng của thiết bị điện chuyển đổi tổng năng lượng đầu vào thành năng lượng hữu ích và phản ánh mức độ khả năng chuyển đổi của thiết bị điện.
4. Độ lớn suất điện động phía sau phụ thuộc vào điều gì?
Đầu tiên đưa ra công thức tính suất điện động ngược:
E là suất điện động của cuộn dây, ψ là liên kết từ, f là tần số, N là số vòng dây và Φ là từ thông.
Dựa vào công thức trên, tôi tin chắc mọi người cũng có thể kể ra được một số yếu tố ảnh hưởng đến độ lớn của suất điện động phía sau.Dưới đây là tóm tắt của một bài viết:
(1) Sức điện động ngược bằng tốc độ thay đổi của liên kết từ.Tốc độ quay càng cao thì tốc độ thay đổi càng lớn và suất điện động ngược càng lớn;
(2) Bản thân liên kết từ bằng số vòng nhân với liên kết từ một vòng.Do đó, số vòng dây càng cao thì liên kết từ càng lớn và suất điện động ngược càng lớn;
(3) Số vòng dây liên quan đến sơ đồ cuộn dây, kết nối sao-tam giác, số vòng trên mỗi khe, số pha, số răng, số nhánh song song, sơ đồ toàn bước hoặc bước ngắn;
(4) Liên kết từ một vòng bằng lực từ động chia cho điện trở từ.Do đó, lực từ càng lớn thì điện trở từ theo hướng liên kết từ càng nhỏ và lực điện động ngược càng lớn;
(5) Điện trở từcó liên quan đến sự phối hợp giữa khe hở không khí và khe cực.Khe hở không khí càng lớn thì điện trở từ càng lớn và suất điện động ngược càng nhỏ.Sự phối hợp cực-rãnh tương đối phức tạp và đòi hỏi phải phân tích chi tiết;
(6) Lực từ có liên quan đến độ từ dư của nam châm và diện tích tác dụng của nam châm.Độ dư càng lớn thì suất điện động ngược càng cao.Diện tích hiệu dụng có liên quan đến hướng từ hóa, kích thước và vị trí của nam châm và cần được phân tích cụ thể;
(7) Từ tính dư có liên quan đến nhiệt độ.Nhiệt độ càng cao thì suất điện động ngược càng nhỏ.
Tóm lại, các yếu tố ảnh hưởng của suất điện động ngược bao gồm tốc độ quay, số vòng trên mỗi khe, số pha, số nhánh song song, bước tổng thể ngắn, mạch từ động cơ, chiều dài khe hở không khí, phối hợp cực-khe, từ tính dư nam châm, và vị trí đặt nam châm.Và kích thước nam châm, hướng từ hóa nam châm, nhiệt độ.
5. Làm thế nào để chọn độ lớn suất điện động ngược trong thiết kế động cơ?
Trong thiết kế động cơ, suất điện động ngược E rất quan trọng.Tôi nghĩ nếu suất điện động phía sau được thiết kế tốt (lựa chọn kích thước phù hợp và độ méo dạng sóng thấp) thì động cơ sẽ hoạt động tốt.Tác dụng chính của suất điện động ngược lên động cơ như sau:
1. Kích thước của lực điện động ngược xác định điểm suy yếu từ trường của động cơ và điểm suy yếu từ trường xác định sự phân bố của bản đồ hiệu suất động cơ.
2. Tốc độ biến dạng của dạng sóng lực điện động ngược ảnh hưởng đến mômen gợn sóng của động cơ và độ ổn định của mômen đầu ra khi động cơ đang chạy.
3. Kích thước của suất điện động phía sau quyết định trực tiếp đến hệ số mômen của động cơ và hệ số suất điện động phía sau tỷ lệ thuận với hệ số mômen.Từ đó chúng ta có thể rút ra những mâu thuẫn sau đây trong thiết kế động cơ:
Một.Khi suất điện động phía sau tăng lên, động cơ có thể duy trì mô-men xoắn cao trong điều kiệncủa bộ điều khiểnhạn chế dòng điện ở vùng vận hành tốc độ thấp, nhưng không thể tạo ra mô-men xoắn ở tốc độ cao, thậm chí không thể đạt được tốc độ dự kiến;
b.Khi suất điện động ngược nhỏ, động cơ vẫn có công suất đầu ra ở vùng tốc độ cao, nhưng không thể đạt được mô-men xoắn dưới cùng dòng điện điều khiển ở tốc độ thấp.
Vì vậy, việc thiết kế suất điện động phía sau phụ thuộc vào nhu cầu thực tế của động cơ.Ví dụ, trong thiết kế một động cơ nhỏ, nếu cần vẫn tạo ra đủ mômen xoắn ở tốc độ thấp thì suất điện động ngược phải được thiết kế lớn hơn.
Thời gian đăng: Feb-04-2024