
Закон Ленца и обратная ЭДС работают рука об руку. При работе электродвигателя, когда якорь вращается внутри магнитного поля, создается напряжение. Это напряжение обычно называют обратной ЭДС (электродвижущая сила), поскольку оно действует против напряжения, приводящего в действие двигатель.
Одним из фундаментальных законов, регулирующих работу электрического двигателя, является закон Фарадея, который гласит, что любое изменение магнитной среды катушки провода приведет к “наведению” напряжения (ЭДС) в катушке. Независимо от того, как производится изменение — перемещением магнита и катушки относительно друг друга или изменением магнитного поля, — будет генерироваться напряжение. Уравнение для этой индуцированной ЭДС имеет вид:
Работая рука об руку с законом Фарадея, закон Ленца гласит, что полярность наведенной ЭДС такова, что она создает ток, магнитное поле которого противостоит изменение, которое его производит. Индуцированное магнитное поле внутри любой проволочной петли всегда действует таким образом, чтобы магнитный поток в петле оставался постоянным. Проще говоря, согласно закону Ленца, наведенное напряжение (ЭДС) будет противодействовать управляющему напряжению. Следовательно, отрицательный знак в уравнении.
Рассматривая простую схему двигателя и учитывая сохранение энергии, мы видим, что суммарное напряжение на двигателе всегда будет равно напряжению питания плюс обратная ЭДС:
Напряжение сети = напряжение питания + обратная ЭДС
Показано графически:
Напряжение питания = 195 В.
Обратная ЭДС = -45 В.
Напряжение сети на двигателе, рассчитанное в соответствии с Законом Ома (V = I x R = 10 А x 15 Ом), = 150 В.
Это согласуется с уравнением для чистого напряжения:
150 В = 195 В + -45 В
Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда к двигателю прикладывается нагрузка.
Во-первых, повышенная нагрузка приводит к снижению частоты вращения двигателя. Обратная ЭДС напрямую связана со скоростью, поэтому, когда скорость уменьшается, уменьшается и индуцированная обратная ЭДС. Из приведенного выше уравнения мы можем видеть, что при меньшей обратной ЭДС напряжение (и, следовательно, ток) на двигателе увеличится. Этот дополнительный ток создает дополнительный крутящий момент, необходимый двигателю для того, чтобы восстановить свою скорость при увеличенной нагрузке.
В конструкции двигателя на обратную ЭДС влияет количество витков в обмотках статора и магнитное поле. Двигатели сконструированы с постоянной обратной ЭДС, которая позволяет двигателю потреблять номинальный ток и выдавать номинальный крутящий момент при работе на номинальной частоте вращения.
Обратная ЭДС может иметь либо синусоидальные (Переменный ток) или a трапециевидные (Постоянный ток) волны. Форма обратной ЭДС важна, поскольку она определяет тип тока возбуждения и метод коммутации, который следует использовать для двигателя.
Принципиальная схема и пример взяты из Нового Южного Уэльса, Департамент образования и профессиональной подготовки, 2007 год.
Вам так же может быть интересно:
![]() | Повторитель (сплиттер) сигнала энкодера РДПУ.465645.002 предназначен для обеспечения гальванической развязки 2500 В между входным и выходными сигналами, а так же дублирования сигнала инкрементального энкодера с напряжением питания 5 В с комплиментарным выходным сигналом типа «Line Driver» A, A\, B, B и частотой до 1 МГц. |
Свежие комментарии