પરમેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટરનો બેક EMF

પરમેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટરનો બેક EMF

૧. બેક ઇએમએફ કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે?

બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનું ઉત્પાદન સમજવું સરળ છે. સિદ્ધાંત એ છે કે વાહક ચુંબકીય બળ રેખાઓને કાપી નાખે છે. જ્યાં સુધી બંને વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિ હોય ત્યાં સુધી, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્થિર હોઈ શકે છે અને વાહક તેને કાપી શકે છે, અથવા વાહક સ્થિર હોઈ શકે છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ખસે છે.

કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટર્સ માટે, તેમના કોઇલ સ્ટેટર (કન્ડક્ટર) પર અને કાયમી ચુંબક રોટર (ચુંબકીય ક્ષેત્ર) પર નિશ્ચિત હોય છે. જ્યારે રોટર ફરે છે, ત્યારે રોટર પરના કાયમી ચુંબક દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ફરશે, અને સ્ટેટર પરના કોઇલ દ્વારા કાપવામાં આવશે, જે કોઇલમાં પાછળનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉત્પન્ન કરશે. તેને પાછળનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ કેમ કહેવામાં આવે છે? નામ સૂચવે છે તેમ, પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ E ની દિશા ટર્મિનલ વોલ્ટેજ U ની દિશાની વિરુદ્ધ છે (આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે).

આકૃતિ 1

2. બેક EMF અને ટર્મિનલ વોલ્ટેજ વચ્ચે શું સંબંધ છે?

આકૃતિ 1 પરથી જોઈ શકાય છે કે પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ અને લોડ હેઠળના ટર્મિનલ વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ છે:

બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ટેસ્ટ સામાન્ય રીતે નો-લોડ સ્થિતિમાં, કરંટ વિના અને 1000 rpm ની ઝડપે કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, 1000rpm નું મૂલ્ય બેક-EMF ગુણાંક = સરેરાશ બેક-EMF મૂલ્ય/ગતિ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. બેક-EMF ગુણાંક મોટરનો એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. અહીં એ નોંધવું જોઈએ કે ઝડપ સ્થિર થાય તે પહેલાં લોડ હેઠળ બેક-EMF સતત બદલાતો રહે છે. ફોર્મ્યુલા (1) માંથી, આપણે જાણી શકીએ છીએ કે લોડ હેઠળ બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ટર્મિનલ વોલ્ટેજ કરતા નાનું છે. જો બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ટર્મિનલ વોલ્ટેજ કરતા મોટું હોય, તો તે જનરેટર બની જાય છે અને વોલ્ટેજને બહાર આઉટપુટ કરે છે. વાસ્તવિક કાર્યમાં પ્રતિકાર અને કરંટ નાનું હોવાથી, બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનું મૂલ્ય ટર્મિનલ વોલ્ટેજ જેટલું જ છે અને ટર્મિનલ વોલ્ટેજના રેટ કરેલ મૂલ્ય દ્વારા મર્યાદિત છે.

૩. બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનો ભૌતિક અર્થ

કલ્પના કરો કે જો પાછળનો EMF અસ્તિત્વમાં ન હોત તો શું થાત? સમીકરણ (1) પરથી, આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે પાછળનો EMF વિના, આખી મોટર શુદ્ધ રેઝિસ્ટરની સમકક્ષ હોય છે, જે એક ઉપકરણ બને છે જે ઘણી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, જે મોટર દ્વારા વિદ્યુત ઉર્જાને યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની વિરુદ્ધ છે. વિદ્યુત ઉર્જા રૂપાંતર સમીકરણમાં,UI એ ઇનપુટ વિદ્યુત ઉર્જા છે, જેમ કે બેટરી, મોટર અથવા ટ્રાન્સફોર્મરમાં ઇનપુટ વિદ્યુત ઉર્જા; I2Rt એ દરેક સર્કિટમાં ગરમી ગુમાવવાની ઉર્જા છે, જે એક પ્રકારની ગરમી ગુમાવવાની ઉર્જા છે, જેટલી ઓછી હોય તેટલું સારું; ઇનપુટ વિદ્યુત ઉર્જા અને ગરમી ગુમાવવાની વિદ્યુત ઉર્જા વચ્ચેનો તફાવત, તે પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળને અનુરૂપ ઉપયોગી ઉર્જા છે..બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, બેક EMF નો ઉપયોગ ઉપયોગી ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે અને તે ગરમીના નુકશાન સાથે વિપરીત રીતે સંબંધિત છે. ગરમીના નુકશાનની ઉર્જા જેટલી વધારે હશે, તેટલી જ પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી ઉપયોગી ઉર્જા ઓછી હશે. ઉદ્દેશ્યથી કહીએ તો, બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ સર્કિટમાં વિદ્યુત ઉર્જા વાપરે છે, પરંતુ તે "નુકસાન" નથી. બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સને અનુરૂપ વિદ્યુત ઉર્જાનો ભાગ વિદ્યુત ઉપકરણો માટે ઉપયોગી ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થશે, જેમ કે મોટર્સની યાંત્રિક ઉર્જા, બેટરીઓની રાસાયણિક ઉર્જા, વગેરે.

આના પરથી જોઈ શકાય છે કે પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળના કદનો અર્થ વિદ્યુત ઉપકરણોની કુલ ઇનપુટ ઊર્જાને ઉપયોગી ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની ક્ષમતા છે, જે વિદ્યુત ઉપકરણોની રૂપાંતર ક્ષમતાના સ્તરને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

4. બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનું મૂલ્ય શેના પર આધાર રાખે છે?

બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનું ગણતરી સૂત્ર છે:

E એ કોઇલ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ છે, ψ એ ચુંબકીય પ્રવાહ છે, f એ આવર્તન છે, N એ વળાંકોની સંખ્યા છે, અને Φ એ ચુંબકીય પ્રવાહ છે.
ઉપરોક્ત સૂત્રના આધારે, મારું માનવું છે કે દરેક વ્યક્તિ કદાચ થોડા પરિબળો કહી શકે છે જે પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળના મૂલ્યને અસર કરે છે. અહીં સારાંશ માટે એક લેખ છે:

(૧) પાછળનો EMF ચુંબકીય પ્રવાહના પરિવર્તન દર જેટલો છે. ગતિ જેટલી ઊંચી હશે, પરિવર્તન દર તેટલો વધારે હશે અને પાછળનો EMF પણ તેટલો વધારે હશે.

(2) ચુંબકીય પ્રવાહ પોતે જ સિંગલ-ટર્ન ચુંબકીય પ્રવાહ દ્વારા ગુણાકાર કરાયેલા વળાંકોની સંખ્યા જેટલો છે. તેથી, વળાંકોની સંખ્યા જેટલી વધારે હશે, તેટલો ચુંબકીય પ્રવાહ વધારે હશે અને પાછળનો EMF પણ વધારે હશે.

(૩) વળાંકોની સંખ્યા વાઇન્ડિંગ સ્કીમ સાથે સંબંધિત છે, જેમ કે સ્ટાર-ડેલ્ટા કનેક્શન, સ્લોટ દીઠ વળાંકોની સંખ્યા, તબક્કાઓની સંખ્યા, દાંતની સંખ્યા, સમાંતર શાખાઓની સંખ્યા અને ફુલ-પિચ અથવા શોર્ટ-પિચ સ્કીમ.

(૪) સિંગલ-ટર્ન મેગ્નેટિક ફ્લક્સ, મેગ્નેટિક રેઝિસ્ટન્સ દ્વારા ભાગ્યા મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સ બરાબર છે. તેથી, મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સ જેટલું વધારે હશે, મેગ્નેટિક ફ્લક્સની દિશામાં ચુંબકીય રેઝિસ્ટન્સ તેટલું ઓછું હશે અને બેક EMF એટલો વધારે હશે.

(૫) ચુંબકીય પ્રતિકાર હવાના અંતર અને ધ્રુવ-સ્લોટ સંકલન સાથે સંબંધિત છે. હવાનું અંતર જેટલું મોટું હશે, તેટલો ચુંબકીય પ્રતિકાર વધારે હશે અને પાછળનો EMF નાનો હશે. ધ્રુવ-સ્લોટ સંકલન વધુ જટિલ છે અને તેને ચોક્કસ વિશ્લેષણની જરૂર છે.

(6) મેગ્નેટોમોટિવ બળ ચુંબકના શેષ ચુંબકત્વ અને ચુંબકના અસરકારક ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે. શેષ ચુંબકત્વ જેટલું વધારે હશે, તેટલો પાછળનો EMF ઊંચો હશે. અસરકારક ક્ષેત્ર ચુંબકના ચુંબકીકરણ દિશા, કદ અને સ્થાન સાથે સંબંધિત છે અને તેના માટે ચોક્કસ વિશ્લેષણની જરૂર છે.

(૭) શેષ ચુંબકત્વ તાપમાન સાથે સંબંધિત છે. તાપમાન જેટલું ઊંચું હશે, પાછળનો EMF એટલો નાનો હશે.

સારાંશમાં, બેક EMF ને અસર કરતા પરિબળોમાં પરિભ્રમણ ગતિ, સ્લોટ દીઠ વળાંકોની સંખ્યા, તબક્કાઓની સંખ્યા, સમાંતર શાખાઓની સંખ્યા, પૂર્ણ પિચ અને ટૂંકી પિચ, મોટર ચુંબકીય સર્કિટ, હવાના અંતરની લંબાઈ, ધ્રુવ-સ્લોટ મેચિંગ, ચુંબકીય સ્ટીલ અવશેષ ચુંબકત્વ, ચુંબકીય સ્ટીલ સ્થાન અને કદ, ચુંબકીય સ્ટીલ ચુંબકીકરણ દિશા અને તાપમાનનો સમાવેશ થાય છે.

5. મોટર ડિઝાઇનમાં બેક ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનું કદ કેવી રીતે પસંદ કરવું?

મોટર ડિઝાઇનમાં, બેક EMF E ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. જો બેક EMF સારી રીતે ડિઝાઇન કરેલ હોય (યોગ્ય કદ, ઓછી વેવફોર્મ વિકૃતિ), તો મોટર સારી છે. બેક EMF મોટર પર ઘણી મોટી અસરો ધરાવે છે:

1. પાછળના EMF ની તીવ્રતા મોટરના નબળા ચુંબકીય બિંદુને નિર્ધારિત કરે છે, અને નબળા ચુંબકીય બિંદુ મોટર કાર્યક્ષમતા નકશાના વિતરણને નિર્ધારિત કરે છે.
2. જ્યારે મોટર ચાલુ હોય ત્યારે પાછળના EMF વેવફોર્મનો વિકૃતિ દર મોટર રિપલ ટોર્ક અને ટોર્ક આઉટપુટની સરળતાને અસર કરે છે.
3. પાછળના EMF ની તીવ્રતા મોટરના ટોર્ક ગુણાંકને સીધી રીતે નક્કી કરે છે, અને પાછળનો EMF ગુણાંક ટોર્ક ગુણાંકના પ્રમાણસર છે.
આના પરથી, મોટર ડિઝાઇનમાં નીચેના વિરોધાભાસો મેળવી શકાય છે:
a. જ્યારે પાછળનો EMF મોટો હોય છે, ત્યારે મોટર ઓછી ગતિના ઓપરેશન ક્ષેત્રમાં કંટ્રોલર મર્યાદા પ્રવાહ પર ઉચ્ચ ટોર્ક જાળવી શકે છે, પરંતુ તે ઉચ્ચ ગતિએ ટોર્ક આઉટપુટ કરી શકતી નથી, અને અપેક્ષિત ગતિ સુધી પણ પહોંચી શકતી નથી;
b. જ્યારે પાછળનો EMF નાનો હોય છે, ત્યારે મોટરમાં હજુ પણ હાઇ-સ્પીડ વિસ્તારમાં આઉટપુટ ક્ષમતા હોય છે, પરંતુ ઓછી ગતિએ સમાન કંટ્રોલર કરંટ પર ટોર્ક પ્રાપ્ત કરી શકાતો નથી.

6. કાયમી ચુંબક મોટર્સ પર બેક EMF ની સકારાત્મક અસર.

કાયમી ચુંબક મોટર્સના સંચાલન માટે બેક EMF નું અસ્તિત્વ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. તે મોટર્સમાં કેટલાક ફાયદા અને વિશેષ કાર્યો લાવી શકે છે:
a. ઊર્જા બચત
કાયમી ચુંબક મોટર્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો બેક EMF મોટરના પ્રવાહને ઘટાડી શકે છે, જેનાથી પાવર લોસ ઓછો થાય છે, ઉર્જા નુકશાન ઓછો થાય છે અને ઉર્જા બચતનો હેતુ પ્રાપ્ત થાય છે.
b. ટોર્ક વધારો
પાછળનો EMF પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજની વિરુદ્ધ છે. જ્યારે મોટરની ગતિ વધે છે, ત્યારે પાછળનો EMF પણ વધે છે. રિવર્સ વોલ્ટેજ મોટર વિન્ડિંગના ઇન્ડક્ટન્સને ઘટાડશે, જેના પરિણામે કરંટમાં વધારો થશે. આ મોટરને વધારાનો ટોર્ક ઉત્પન્ન કરવાની અને મોટરના પાવર પ્રદર્શનમાં સુધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે.
c. ઉલટાવી દેવું
કાયમી ચુંબક મોટર પાવર ગુમાવ્યા પછી, બેક EMF ના અસ્તિત્વને કારણે, તે ચુંબકીય પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાનું ચાલુ રાખી શકે છે અને રોટરને ફેરવવાનું ચાલુ રાખી શકે છે, જે બેક EMF રિવર્સ સ્પીડની અસર બનાવે છે, જે મશીન ટૂલ્સ અને અન્ય સાધનો જેવા કેટલાક કાર્યક્રમોમાં ખૂબ ઉપયોગી છે.

ટૂંકમાં, બેક EMF એ કાયમી ચુંબક મોટર્સનું એક અનિવાર્ય તત્વ છે. તે કાયમી ચુંબક મોટર્સમાં ઘણા ફાયદા લાવે છે અને મોટર્સની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. બેક EMF નું કદ અને તરંગ સ્વરૂપ કાયમી ચુંબક મોટરની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને ઉપયોગની પરિસ્થિતિઓ જેવા પરિબળો પર આધાર રાખે છે. બેક EMF નું કદ અને તરંગ સ્વરૂપ મોટરના પ્રદર્શન અને સ્થિરતા પર મહત્વપૂર્ણ પ્રભાવ પાડે છે.

અનહુઇ મિંગટેંગ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઇક્વિપમેન્ટ કંપની લિમિટેડ (https://www.mingtengmotor.com/)કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટર્સનું વ્યાવસાયિક ઉત્પાદક છે. અમારા ટેકનિકલ સેન્ટરમાં 40 થી વધુ R&D કર્મચારીઓ છે, જે ત્રણ વિભાગોમાં વિભાજિત છે: ડિઝાઇન, પ્રક્રિયા અને પરીક્ષણ, જે કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટર્સના સંશોધન અને વિકાસ, ડિઝાઇન અને પ્રક્રિયા નવીનતામાં નિષ્ણાત છે. વ્યાવસાયિક ડિઝાઇન સોફ્ટવેર અને સ્વ-વિકસિત કાયમી ચુંબક મોટર સ્પેશિયલ ડિઝાઇન પ્રોગ્રામ્સનો ઉપયોગ કરીને, મોટર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન, પાછળના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળના કદ અને તરંગ સ્વરૂપને વપરાશકર્તાની વાસ્તવિક જરૂરિયાતો અને ચોક્કસ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ અનુસાર કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવામાં આવશે જેથી મોટરનું પ્રદર્શન અને સ્થિરતા સુનિશ્ચિત થાય અને મોટરની ઉર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય.

કૉપિરાઇટ: આ લેખ WeChat સાર્વજનિક નંબર “电机技术及应用”નું પુનઃપ્રિન્ટ છે, મૂળ લિંક https://mp.weixin.qq.com/s/e-NaJAcS1rZGhSGNPv2ifw

આ લેખ અમારી કંપનીના વિચારોનું પ્રતિનિધિત્વ કરતો નથી. જો તમારા અલગ મંતવ્યો અથવા વિચારો હોય, તો કૃપા કરીને અમને સુધારો!