永磁同步電機反電動勢對電機性能有怎樣的影響?
永磁同步電機的反電動勢對電機性能有著多方面的影響。
首先,在轉(zhuǎn)矩方面,電機轉(zhuǎn)矩與反電動勢成反比,反電動勢越大,輸出轉(zhuǎn)矩越小,其大小對電機啟動時所需的電勢以及轉(zhuǎn)矩起決定性作用。
其次,在電磁場方面,電機運行時,反電動勢影響電磁場,數(shù)值過大可能導(dǎo)致磁通波動,引發(fā)振動,從而影響電機性能。
還有在效率方面,在不同負載下,反電動勢大小會影響電機的功率因素和效率,恒定負載下,電機效率隨反電動勢減少而上升,隨其增加而下降。
此外,空載反電動勢諧波會使轉(zhuǎn)矩波動,影響電機振動、噪聲。而且,永磁同步電機空載反電勢過大或過小控制不好,會損壞電氣元件,其決定因素有轉(zhuǎn)子角速度、定子繞組的匝數(shù)、轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場、氣隙。
電機反向電動勢產(chǎn)生的原因主要有電機結(jié)構(gòu)和電機控制兩方面,比如永磁同步電機磁極位置改變、感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子和定子間電磁感應(yīng)。
那要如何處理電機產(chǎn)生的反電動勢呢?可以增加制動電阻,其主要作用是在電機減速或制動時,將產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能,從而保護電機及其控制系統(tǒng)。要選擇適當?shù)碾娮柚担鶕?jù)電機的額定功率、制動時的母線電壓以及所需的制動轉(zhuǎn)矩來確定制動電阻的阻值,確保既能滿足制動需求又不會導(dǎo)致電阻過熱。
還可以通過電機的有限元分析模型,將 RMxprt 模塊中建立的電機模型導(dǎo)入 Maxwell 2D 中進行有限元仿真計算,比如空載特性分析等。
在繞線式轉(zhuǎn)子電機中,轉(zhuǎn)子開路電壓就是典型的反電動勢。不同類型的電機,反電動勢的大小變化情況截然不同。異步電動機反電動勢的大小,隨負載大小隨時都在變,導(dǎo)致不同負載情況下,效率指標差異非常大;永磁電機中,只要轉(zhuǎn)速不變,反電動勢的大小就不變,因而不同負載情況下的效率指標基本不變。
反電動勢雖然消耗了電路中的電能,但它不是一種“損耗”,與反電動勢相應(yīng)的那部分電能,將轉(zhuǎn)化為用電設(shè)備的有用能量,例如,電動機的機械能、蓄電池的化學(xué)能等。