परमनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस मोटरचा बॅक ईएमएफ

परमनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस मोटरचा बॅक ईएमएफ

१. बॅक ईएमएफ कसा तयार होतो?

बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सची निर्मिती समजणे सोपे आहे. तत्व असे आहे की कंडक्टर चुंबकीय बलरेषा कापतो. जोपर्यंत दोघांमध्ये सापेक्ष गती असते तोपर्यंत चुंबकीय क्षेत्र स्थिर असू शकते आणि कंडक्टर ते कापतो, किंवा कंडक्टर स्थिर असू शकतो आणि चुंबकीय क्षेत्र हालचाल करू शकते.

कायमस्वरूपी चुंबकीय समकालिक मोटर्ससाठी, त्यांचे कॉइल स्टेटर (कंडक्टर) वर आणि कायमस्वरूपी चुंबक रोटर (चुंबकीय क्षेत्र) वर निश्चित केले जातात. जेव्हा रोटर फिरतो, तेव्हा रोटरवरील कायमस्वरूपी चुंबकांद्वारे निर्माण होणारे चुंबकीय क्षेत्र फिरते आणि स्टेटरवरील कॉइल्सद्वारे कापले जाते, ज्यामुळे कॉइल्समध्ये बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स निर्माण होतो. त्याला बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स का म्हणतात? नावाप्रमाणेच, बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E ची दिशा टर्मिनल व्होल्टेज U च्या दिशेच्या विरुद्ध असते (आकृती 1 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे).

आकृती १

२. बॅक ईएमएफ आणि टर्मिनल व्होल्टेजमध्ये काय संबंध आहे?

आकृती १ वरून असे दिसून येते की बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स आणि लोड अंतर्गत टर्मिनल व्होल्टेजमधील संबंध असा आहे:

बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स चाचणी सामान्यतः नो-लोड स्थितीत, करंटशिवाय आणि १००० आरपीएम वेगाने केली जाते. साधारणपणे, १००० आरपीएमचे मूल्य बॅक-ईएमएफ गुणांक = सरासरी बॅक-ईएमएफ मूल्य/वेग म्हणून परिभाषित केले जाते. बॅक-ईएमएफ गुणांक हा मोटरचा एक महत्त्वाचा पॅरामीटर आहे. येथे हे लक्षात घेतले पाहिजे की वेग स्थिर होण्यापूर्वी लोड अंतर्गत बॅक-ईएमएफ सतत बदलत असतो. सूत्र (१) वरून, आपण हे जाणून घेऊ शकतो की लोड अंतर्गत बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स टर्मिनल व्होल्टेजपेक्षा लहान आहे. जर बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स टर्मिनल व्होल्टेजपेक्षा मोठा असेल, तर तो जनरेटर बनतो आणि बाहेरून व्होल्टेज आउटपुट करतो. प्रत्यक्ष कामात रेझिस्टन्स आणि करंट लहान असल्याने, बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचे मूल्य टर्मिनल व्होल्टेजच्या अंदाजे समान असते आणि टर्मिनल व्होल्टेजच्या रेट केलेल्या मूल्याने मर्यादित असते.

३. बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा भौतिक अर्थ

जर मागचा EMF अस्तित्वात नसता तर काय झाले असते याची कल्पना करा? समीकरण (1) वरून, आपण पाहू शकतो की मागचा EMF नसल्यास, संपूर्ण मोटर शुद्ध रेझिस्टरच्या समतुल्य असते, एक उपकरण बनते जे भरपूर उष्णता निर्माण करते, जे मोटरच्या विद्युत उर्जेचे यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतर करण्याच्या विरुद्ध आहे. विद्युत उर्जेच्या रूपांतरण समीकरणात,UI ही इनपुट विद्युत ऊर्जा आहे, जसे की बॅटरी, मोटर किंवा ट्रान्सफॉर्मरला इनपुट विद्युत ऊर्जा; I2Rt ही प्रत्येक सर्किटमधील उष्णता कमी करणारी ऊर्जा आहे, जी एक प्रकारची उष्णता कमी करणारी ऊर्जा आहे, जितकी कमी तितकी चांगली; इनपुट विद्युत ऊर्जा आणि उष्णता कमी करणारी विद्युत ऊर्जा यांच्यातील फरक, ही मागील इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सशी संबंधित उपयुक्त ऊर्जा आहे..दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, बॅक ईएमएफचा वापर उपयुक्त ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी केला जातो आणि तो उष्णतेच्या नुकसानाशी व्यस्तपणे संबंधित असतो. उष्णता नुकसान ऊर्जा जितकी जास्त असेल तितकी साध्य करता येणारी उपयुक्त ऊर्जा कमी असेल. वस्तुनिष्ठपणे सांगायचे तर, बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स सर्किटमध्ये विद्युत ऊर्जा वापरतो, परंतु तो "नुकसान" नाही. बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सशी संबंधित विद्युत उर्जेचा भाग विद्युत उपकरणांसाठी उपयुक्त उर्जेमध्ये रूपांतरित केला जाईल, जसे की मोटर्सची यांत्रिक ऊर्जा, बॅटरीची रासायनिक ऊर्जा इ.

यावरून असे दिसून येते की बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा आकार म्हणजे विद्युत उपकरणांची एकूण इनपुट उर्जेचे उपयुक्त उर्जेमध्ये रूपांतर करण्याची क्षमता, जी विद्युत उपकरणांच्या रूपांतरण क्षमतेची पातळी प्रतिबिंबित करते.

४. बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचे परिमाण कशावर अवलंबून असते?

बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचे गणना सूत्र असे आहे:

E हा कॉइल इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स आहे, ψ हा चुंबकीय प्रवाह आहे, f ही वारंवारता आहे, N ही वळणांची संख्या आहे आणि Φ हा चुंबकीय प्रवाह आहे.
वरील सूत्राच्या आधारे, मला वाटते की प्रत्येकजण कदाचित काही घटक सांगू शकेल जे बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सच्या परिमाणावर परिणाम करतात. येथे सारांश देण्यासाठी एक लेख आहे:

(१) बॅक ईएमएफ हा चुंबकीय प्रवाहाच्या बदलाच्या दराइतका असतो. वेग जितका जास्त तितका बदलाचा दर जास्त आणि बॅक ईएमएफ तितका जास्त.

(२) चुंबकीय प्रवाह हा एकल-वळणाच्या चुंबकीय प्रवाहाने गुणाकार केलेल्या वळणांच्या संख्येइतका असतो. म्हणून, वळणांची संख्या जितकी जास्त असेल तितका चुंबकीय प्रवाह जास्त असेल आणि मागील EMF जास्त असेल.

(३) वळणांची संख्या वळण योजनेशी संबंधित आहे, जसे की स्टार-डेल्टा कनेक्शन, प्रत्येक स्लॉटमध्ये वळणांची संख्या, टप्प्यांची संख्या, दातांची संख्या, समांतर शाखांची संख्या आणि फुल-पिच किंवा शॉर्ट-पिच योजना.

(४) सिंगल-टर्न मॅग्नेटिक फ्लक्स हे मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्सला मॅग्नेटिक रेझिस्टन्सने भागले जाते. म्हणून, मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स जितका जास्त असेल तितका चुंबकीय फ्लक्सच्या दिशेने चुंबकीय रेझिस्टन्स कमी असेल आणि बॅक ईएमएफ जास्त असेल.

(५) चुंबकीय प्रतिकार हा हवेतील अंतर आणि ध्रुव-स्लॉट समन्वयाशी संबंधित आहे. हवेतील अंतर जितके मोठे असेल तितके चुंबकीय प्रतिकार जास्त आणि मागील EMF तितका लहान. ध्रुव-स्लॉट समन्वय अधिक गुंतागुंतीचा असतो आणि त्यासाठी विशिष्ट विश्लेषणाची आवश्यकता असते.

(६) चुंबकीय बल हे चुंबकाच्या अवशिष्ट चुंबकत्वाशी आणि चुंबकाच्या प्रभावी क्षेत्राशी संबंधित आहे. अवशिष्ट चुंबकत्व जितके जास्त असेल तितके मागील EMF जास्त असेल. प्रभावी क्षेत्र हे चुंबकाच्या चुंबकीकरणाची दिशा, आकार आणि स्थानाशी संबंधित आहे आणि त्यासाठी विशिष्ट विश्लेषण आवश्यक आहे.

(७) अवशिष्ट चुंबकत्व तापमानाशी संबंधित आहे. तापमान जितके जास्त असेल तितके मागील EMF कमी असेल.

थोडक्यात, बॅक ईएमएफवर परिणाम करणारे घटक म्हणजे रोटेशन स्पीड, प्रत्येक स्लॉटमध्ये वळणांची संख्या, टप्प्यांची संख्या, समांतर शाखांची संख्या, पूर्ण पिच आणि शॉर्ट पिच, मोटर मॅग्नेटिक सर्किट, एअर गॅप लांबी, पोल-स्लॉट मॅचिंग, मॅग्नेटिक स्टील रेसिड्यूअल मॅग्नेटिझम, मॅग्नेटिक स्टील प्लेसमेंट आणि आकार, मॅग्नेटिक स्टील मॅग्नेटिझेशन दिशा आणि तापमान.

५. मोटर डिझाइनमध्ये बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा आकार कसा निवडायचा?

मोटर डिझाइनमध्ये, बॅक ईएमएफ ई खूप महत्वाचे आहे. जर बॅक ईएमएफ चांगले डिझाइन केलेले असेल (योग्य आकार, कमी वेव्हफॉर्म विकृती), तर मोटर चांगली असते. बॅक ईएमएफचे मोटरवर अनेक प्रमुख परिणाम होतात:

१. मागील ईएमएफची परिमाण मोटरचा कमकुवत चुंबकीय बिंदू ठरवते आणि कमकुवत चुंबकीय बिंदू मोटर कार्यक्षमता नकाशाचे वितरण ठरवते.
२. मागील ईएमएफ वेव्हफॉर्मचा विरूपण दर मोटर रिपल टॉर्कवर आणि मोटर चालू असताना टॉर्क आउटपुटच्या गुळगुळीतपणावर परिणाम करतो.
३. मागील EMF चे परिमाण थेट मोटरचा टॉर्क गुणांक निश्चित करते आणि मागील EMF गुणांक टॉर्क गुणांकाच्या प्रमाणात असतो.
यावरून, मोटर डिझाइनमधील खालील विरोधाभास मिळू शकतात:
अ. जेव्हा मागील ईएमएफ मोठा असतो, तेव्हा मोटर कमी-स्पीड ऑपरेशन क्षेत्रात कंट्रोलर लिमिट करंटवर उच्च टॉर्क राखू शकते, परंतु ती उच्च वेगाने टॉर्क आउटपुट करू शकत नाही आणि अपेक्षित गतीपर्यंत पोहोचू शकत नाही;
b. जेव्हा मागील EMF लहान असतो, तेव्हाही मोटरची हाय-स्पीड क्षेत्रात आउटपुट क्षमता असते, परंतु कमी वेगाने त्याच कंट्रोलर करंटवर टॉर्क मिळवता येत नाही.

६. बॅक ईएमएफचा कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सवर होणारा सकारात्मक परिणाम.

कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सच्या ऑपरेशनसाठी बॅक ईएमएफचे अस्तित्व खूप महत्वाचे आहे. ते मोटर्समध्ये काही फायदे आणि विशेष कार्ये आणू शकते:
अ. ऊर्जा बचत
कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सद्वारे निर्माण होणारा बॅक ईएमएफ मोटरचा प्रवाह कमी करू शकतो, ज्यामुळे वीज कमी होते, उर्जेचे नुकसान कमी होते आणि ऊर्जा बचतीचा उद्देश साध्य होतो.
b. टॉर्क वाढवा
मागचा EMF हा पॉवर सप्लाय व्होल्टेजच्या विरुद्ध असतो. जेव्हा मोटरचा वेग वाढतो तेव्हा मागचा EMF देखील वाढतो. रिव्हर्स व्होल्टेजमुळे मोटर वाइंडिंगचा इंडक्टन्स कमी होईल, ज्यामुळे करंट वाढेल. यामुळे मोटर अतिरिक्त टॉर्क निर्माण करू शकते आणि मोटरची पॉवर कार्यक्षमता सुधारू शकते.
c. उलट गती कमी करणे
कायमस्वरूपी चुंबक मोटरची शक्ती कमी झाल्यानंतर, बॅक ईएमएफच्या अस्तित्वामुळे, ते चुंबकीय प्रवाह निर्माण करणे सुरू ठेवू शकते आणि रोटरला फिरवत राहू शकते, ज्यामुळे बॅक ईएमएफ रिव्हर्स स्पीडचा परिणाम होतो, जो काही अनुप्रयोगांमध्ये खूप उपयुक्त आहे, जसे की मशीन टूल्स आणि इतर उपकरणे.

थोडक्यात, बॅक ईएमएफ हा कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सचा एक अपरिहार्य घटक आहे. हे कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सना अनेक फायदे देते आणि मोटर्सच्या डिझाइन आणि निर्मितीमध्ये खूप महत्त्वाची भूमिका बजावते. बॅक ईएमएफचा आकार आणि वेव्हफॉर्म हे कायमस्वरूपी चुंबक मोटरची रचना, उत्पादन प्रक्रिया आणि वापराच्या परिस्थिती यासारख्या घटकांवर अवलंबून असते. बॅक ईएमएफचा आकार आणि वेव्हफॉर्म मोटरच्या कामगिरीवर आणि स्थिरतेवर महत्त्वाचा प्रभाव पाडतो.

अनहुई मिंगटेंग परमनंट मॅग्नेट इलेक्ट्रोमेकॅनिकल इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड (https://www.mingtengmotor.com/)कायमस्वरूपी चुंबक समकालिक मोटर्सचे व्यावसायिक उत्पादक आहे. आमच्या तांत्रिक केंद्रात ४० हून अधिक संशोधन आणि विकास कर्मचारी आहेत, जे तीन विभागांमध्ये विभागलेले आहेत: डिझाइन, प्रक्रिया आणि चाचणी, कायमस्वरूपी चुंबक समकालिक मोटर्सच्या संशोधन आणि विकास, डिझाइन आणि प्रक्रिया नवोपक्रमात विशेषज्ञ आहेत. व्यावसायिक डिझाइन सॉफ्टवेअर आणि स्वयं-विकसित कायमस्वरूपी चुंबक मोटर विशेष डिझाइन प्रोग्राम वापरून, मोटर डिझाइन आणि उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान, बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा आकार आणि वेव्हफॉर्म वापरकर्त्याच्या वास्तविक गरजा आणि विशिष्ट कामकाजाच्या परिस्थितीनुसार काळजीपूर्वक विचारात घेतला जाईल जेणेकरून मोटरची कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुनिश्चित होईल आणि मोटरची ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारेल.

कॉपीराइट: हा लेख WeChat सार्वजनिक क्रमांक “电机技术及应用” चे पुनर्मुद्रण आहे, मूळ लिंक https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

हा लेख आमच्या कंपनीच्या विचारांचे प्रतिनिधित्व करत नाही. जर तुमचे मत किंवा दृष्टिकोन वेगळे असतील तर कृपया आम्हाला दुरुस्त करा!