स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का बैक ईएमएफ

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का बैक ईएमएफ

1. बैक ईएमएफ कैसे उत्पन्न होता है?

बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल की पीढ़ी को समझना आसान है। सिद्धांत यह है कि कंडक्टर चुंबकीय बल की रेखाओं को काटता है। जब तक दोनों के बीच सापेक्ष गति होती है, चुंबकीय क्षेत्र स्थिर हो सकता है और कंडक्टर इसे काटता है, या कंडक्टर स्थिर हो सकता है और चुंबकीय क्षेत्र चलता है।

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों के लिए, उनके कॉइल स्टेटर (कंडक्टर) पर स्थिर होते हैं और स्थायी चुंबक रोटर (चुंबकीय क्षेत्र) पर स्थिर होते हैं। जब रोटर घूमता है, तो रोटर पर स्थायी चुंबकों द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र घूमेगा, और स्टेटर पर कॉइल द्वारा काटा जाएगा, जिससे कॉइल में बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होगा। इसे बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल क्यों कहा जाता है? जैसा कि नाम से पता चलता है, बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल E की दिशा टर्मिनल वोल्टेज U की दिशा के विपरीत होती है (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)।

आकृति 1

2.बैक ईएमएफ और टर्मिनल वोल्टेज के बीच क्या संबंध है?

चित्र 1 से देखा जा सकता है कि लोड के अंतर्गत पश्च विद्युत चालक बल और टर्मिनल वोल्टेज के बीच संबंध है:

बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल परीक्षण आम तौर पर बिना किसी करंट के और 1000 आरपीएम की गति पर बिना लोड की स्थिति में किया जाता है। आम तौर पर, 1000 आरपीएम का मान बैक-ईएमएफ गुणांक = औसत बैक-ईएमएफ मूल्य/गति के रूप में परिभाषित किया जाता है। बैक-ईएमएफ गुणांक मोटर का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गति स्थिर होने से पहले लोड के तहत बैक-ईएमएफ लगातार बदल रहा है। सूत्र (1) से, हम जान सकते हैं कि लोड के तहत बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल टर्मिनल वोल्टेज से छोटा है। यदि बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल टर्मिनल वोल्टेज से बड़ा है, तो यह एक जनरेटर बन जाता है और बाहर की ओर वोल्टेज आउटपुट करता है। चूंकि वास्तविक कार्य में प्रतिरोध और करंट छोटा होता है, इसलिए बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल का मान लगभग टर्मिनल वोल्टेज के बराबर होता है और टर्मिनल वोल्टेज के रेटेड मूल्य द्वारा सीमित होता है।

3. पश्च विद्युत चालक बल का भौतिक अर्थ

कल्पना करें कि अगर बैक ईएमएफ मौजूद न हो तो क्या होगा? समीकरण (1) से, हम देख सकते हैं कि बैक ईएमएफ के बिना, पूरी मोटर एक शुद्ध प्रतिरोधक के बराबर है, जो एक ऐसा उपकरण बन जाता है जो बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करता है, जो मोटर द्वारा विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के विपरीत है। विद्युत ऊर्जा रूपांतरण समीकरण में,UIt इनपुट विद्युत ऊर्जा है, जैसे बैटरी, मोटर या ट्रांसफार्मर के लिए इनपुट विद्युत ऊर्जा; I2Rt प्रत्येक सर्किट में ऊष्मा हानि ऊर्जा है, जो एक प्रकार की ऊष्मा हानि ऊर्जा है, जितनी छोटी होगी उतना बेहतर होगा; इनपुट विद्युत ऊर्जा और ऊष्मा हानि विद्युत ऊर्जा के बीच का अंतर,यह बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल के अनुरूप उपयोगी ऊर्जा हैदूसरे शब्दों में, बैक ईएमएफ का उपयोग उपयोगी ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है और यह ऊष्मा हानि से विपरीत रूप से संबंधित है। ऊष्मा हानि ऊर्जा जितनी अधिक होगी, प्राप्त होने वाली उपयोगी ऊर्जा उतनी ही कम होगी। वस्तुपरक रूप से कहें तो, बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल सर्किट में विद्युत ऊर्जा की खपत करता है, लेकिन यह "हानि" नहीं है। बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल के अनुरूप विद्युत ऊर्जा का हिस्सा विद्युत उपकरणों के लिए उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगा, जैसे कि मोटरों की यांत्रिक ऊर्जा, बैटरी की रासायनिक ऊर्जा, आदि।

इससे यह देखा जा सकता है कि पश्च विद्युत चालक बल का आकार विद्युत उपकरण की कुल इनपुट ऊर्जा को उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित करने की क्षमता का तात्पर्य है, जो विद्युत उपकरण की रूपांतरण क्षमता के स्तर को दर्शाता है।

4. पश्च विद्युत चालक बल का परिमाण किस पर निर्भर करता है?

पश्च विद्युत चालक बल की गणना का सूत्र है:

E कुंडली का विद्युत चालक बल है, ψ चुम्बकीय फ्लक्स है, f आवृत्ति है, N घुमावों की संख्या है, तथा Φ चुम्बकीय फ्लक्स है।
उपरोक्त सूत्र के आधार पर, मेरा मानना ​​है कि हर कोई संभवतः कुछ ऐसे कारकों के बारे में बता सकता है जो बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल के परिमाण को प्रभावित करते हैं। यहाँ संक्षेप में एक लेख है:

(1) बैक ईएमएफ चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है। गति जितनी अधिक होगी, परिवर्तन की दर उतनी ही अधिक होगी और बैक ईएमएफ भी उतना ही अधिक होगा।

(2) चुंबकीय प्रवाह स्वयं एकल-मोड़ चुंबकीय प्रवाह से गुणा किए गए घुमावों की संख्या के बराबर होता है। इसलिए, घुमावों की संख्या जितनी अधिक होगी, चुंबकीय प्रवाह उतना ही अधिक होगा और बैक ईएमएफ भी उतना ही अधिक होगा।

(3) घुमावों की संख्या घुमावदार योजना से संबंधित है, जैसे स्टार-डेल्टा कनेक्शन, प्रति स्लॉट घुमावों की संख्या, चरणों की संख्या, दांतों की संख्या, समानांतर शाखाओं की संख्या और पूर्ण-पिच या शॉर्ट-पिच योजना।

(4) सिंगल-टर्न मैग्नेटिक फ्लक्स मैग्नेटोमोटिव बल को मैग्नेटिक प्रतिरोध से विभाजित करने के बराबर होता है। इसलिए, मैग्नेटोमोटिव बल जितना अधिक होगा, मैग्नेटिक फ्लक्स की दिशा में चुंबकीय प्रतिरोध उतना ही कम होगा और बैक ईएमएफ उतना ही अधिक होगा।

(5) चुंबकीय प्रतिरोध वायु अंतराल और ध्रुव-स्लॉट समन्वय से संबंधित है। वायु अंतराल जितना बड़ा होगा, चुंबकीय प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा और बैक ईएमएफ उतना ही छोटा होगा। ध्रुव-स्लॉट समन्वय अधिक जटिल है और इसके लिए विशिष्ट विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

(6) चुंबकीय प्रेरक बल चुंबक के अवशिष्ट चुंबकत्व और चुंबक के प्रभावी क्षेत्र से संबंधित है। अवशिष्ट चुंबकत्व जितना अधिक होगा, बैक ईएमएफ उतना ही अधिक होगा। प्रभावी क्षेत्र चुंबक के चुंबकीयकरण की दिशा, आकार और स्थान से संबंधित है और इसके लिए विशिष्ट विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

(7) अवशिष्ट चुंबकत्व तापमान से संबंधित है। तापमान जितना अधिक होगा, बैक ईएमएफ उतना ही छोटा होगा।

संक्षेप में, बैक ईएमएफ को प्रभावित करने वाले कारकों में घूर्णन गति, प्रति स्लॉट घुमावों की संख्या, चरणों की संख्या, समानांतर शाखाओं की संख्या, पूर्ण पिच और लघु पिच, मोटर चुंबकीय सर्किट, वायु अंतराल लंबाई, ध्रुव-स्लॉट मिलान, चुंबकीय स्टील अवशिष्ट चुंबकत्व, चुंबकीय स्टील प्लेसमेंट और आकार, चुंबकीय स्टील चुंबकत्व दिशा और तापमान शामिल हैं।

5. मोटर डिजाइन में बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल के आकार का चयन कैसे करें?

मोटर डिज़ाइन में, बैक EMF E बहुत महत्वपूर्ण है। यदि बैक EMF अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया है (उचित आकार, कम तरंग विरूपण), तो मोटर अच्छी है। बैक EMF का मोटर पर कई प्रमुख प्रभाव पड़ता है:

1. बैक ईएमएफ का परिमाण मोटर के कमजोर चुंबकीय बिंदु को निर्धारित करता है, और कमजोर चुंबकीय बिंदु मोटर दक्षता मानचित्र के वितरण को निर्धारित करता है।
2. जब मोटर चल रही होती है तो बैक ईएमएफ तरंग की विरूपण दर मोटर तरंग टॉर्क और टॉर्क आउटपुट की चिकनाई को प्रभावित करती है।
3. बैक ईएमएफ का परिमाण सीधे मोटर के टॉर्क गुणांक को निर्धारित करता है, और बैक ईएमएफ गुणांक टॉर्क गुणांक के समानुपाती होता है।
इससे मोटर डिज़ाइन में निम्नलिखित विरोधाभास प्राप्त किए जा सकते हैं:
a. जब बैक ईएमएफ बड़ा होता है, तो मोटर कम गति संचालन क्षेत्र में नियंत्रक सीमा धारा पर उच्च टॉर्क बनाए रख सकता है, लेकिन यह उच्च गति पर टॉर्क का उत्पादन नहीं कर सकता है, और यहां तक ​​कि अपेक्षित गति तक नहीं पहुंच सकता है;
ख. जब बैक ईएमएफ छोटा होता है, तो मोटर में अभी भी उच्च गति वाले क्षेत्र में आउटपुट क्षमता होती है, लेकिन कम गति पर समान नियंत्रक धारा पर टॉर्क प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

6. स्थायी चुंबक मोटर्स पर बैक ईएमएफ का सकारात्मक प्रभाव।

स्थायी चुंबक मोटरों के संचालन के लिए बैक ईएमएफ का अस्तित्व बहुत महत्वपूर्ण है। यह मोटरों को कुछ लाभ और विशेष कार्य प्रदान कर सकता है:
क. ऊर्जा की बचत
स्थायी चुंबक मोटर द्वारा उत्पन्न बैक ईएमएफ मोटर की धारा को कम कर सकता है, जिससे बिजली की हानि कम हो सकती है, ऊर्जा की हानि कम हो सकती है, और ऊर्जा की बचत का उद्देश्य प्राप्त हो सकता है।
b. टॉर्क बढ़ाएँ
बैक ईएमएफ बिजली आपूर्ति वोल्टेज के विपरीत है। जब मोटर की गति बढ़ती है, तो बैक ईएमएफ भी बढ़ता है। रिवर्स वोल्टेज मोटर वाइंडिंग के इंडक्टेंस को कम कर देगा, जिसके परिणामस्वरूप करंट में वृद्धि होगी। यह मोटर को अतिरिक्त टॉर्क उत्पन्न करने और मोटर के पावर प्रदर्शन को बेहतर बनाने की अनुमति देता है।
सी. रिवर्स मंदी
स्थायी चुंबक मोटर के बिजली खो जाने के बाद, बैक ईएमएफ के अस्तित्व के कारण, यह चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करना जारी रख सकता है और रोटर को घुमाना जारी रख सकता है, जो बैक ईएमएफ रिवर्स स्पीड का प्रभाव बनाता है, जो कुछ अनुप्रयोगों में बहुत उपयोगी है, जैसे मशीन टूल्स और अन्य उपकरण।

संक्षेप में, बैक ईएमएफ स्थायी चुंबक मोटरों का एक अनिवार्य तत्व है। यह स्थायी चुंबक मोटरों को कई लाभ पहुंचाता है और मोटरों के डिजाइन और निर्माण में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बैक ईएमएफ का आकार और तरंगरूप स्थायी चुंबक मोटर के डिजाइन, विनिर्माण प्रक्रिया और उपयोग की स्थितियों जैसे कारकों पर निर्भर करता है। बैक ईएमएफ का आकार और तरंगरूप मोटर के प्रदर्शन और स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।

अनहुई मिंगटेंग स्थायी चुंबक इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण कं, लिमिटेड (https://www.mingtengmotor.com/)स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स का एक पेशेवर निर्माता है। हमारे तकनीकी केंद्र में 40 से अधिक R&D कर्मी हैं, जिन्हें तीन विभागों में विभाजित किया गया है: डिजाइन, प्रक्रिया और परीक्षण, जो स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स के अनुसंधान और विकास, डिजाइन और प्रक्रिया नवाचार में विशेषज्ञता रखते हैं। पेशेवर डिजाइन सॉफ्टवेयर और स्व-विकसित स्थायी चुंबक मोटर विशेष डिजाइन कार्यक्रमों का उपयोग करते हुए, मोटर डिजाइन और विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान, मोटर के प्रदर्शन और स्थिरता को सुनिश्चित करने और मोटर की ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के लिए उपयोगकर्ता की वास्तविक जरूरतों और विशिष्ट कार्य स्थितियों के अनुसार बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल के आकार और तरंग पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाएगा।

कॉपीराइट: यह लेख WeChat सार्वजनिक नंबर "电机技术及应用" का पुनर्मुद्रण है, मूल लिंक https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

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