การพิจารณา back-EMF ในมอเตอร์ DC นั้นเทียบเท่ากับการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นหรือไม่?

ฉันรู้ว่า back-EMF ถือได้ว่าเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอนุกรมกับมอเตอร์ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเร็ว นี่คือความเข้าใจร่วมกันและฉันเข้าใจทั้งหมด ก่อนที่ฉันจะเข้าใจสิ่งนี้ฉันได้พัฒนาคำอธิบายเพิ่มเติมด้วยตัวเองและฉันสงสัยว่ามันมีความถูกต้องหรือไม่

คิดว่าสิ่งนี้: ตัวเหนี่ยวนำต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ตัวเหนี่ยวนำที่ใหญ่กว่าต้านทานได้มากกว่า มอเตอร์ที่ติดขัดจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน มอเตอร์หมุนได้ต้านทานมันได้มากกว่า

ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กที่กระแสที่กำหนดมีพลังงานเก็บไว้บางส่วน ตัวเหนี่ยวนำที่ใหญ่กว่าในปัจจุบันเดียวกันมีพลังงานสะสมมากกว่า มอเตอร์ที่ติดขัดที่กระแสที่กำหนดมีพลังงานบางส่วนที่เก็บไว้ มอเตอร์หมุนที่กระแสเดียวกันมีพลังงานสะสมมากกว่า

หวังว่าคุณจะเห็นสิ่งที่นักเรียนอาจตั้งสมมติฐานอย่างสังหรณ์ใจ: ขดลวดของมอเตอร์แสดงการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นตามความเร็วของมอเตอร์ ไม่ใช่เพราะมันเป็นสายลวดที่เพิ่มขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ แต่บางทีมันอาจเป็นตัวเหนี่ยวนำเชิงกลที่เก็บพลังงานไว้ในโมเมนตัมของมอเตอร์มากกว่าในสนามแม่เหล็ก ความเข้าใจในตัวเหนี่ยวนำที่เข้าใจได้ง่ายของฉันคือหลังจากทั้งหมดมู่เล่ บางทีนี่อาจเป็นตัวเหนี่ยวนำที่จริง ๆ แล้วเป็นล้อหมุน

การเปรียบเทียบนี้สามารถยืดออกไปอีกได้หรือไม่? ในโหลดตัวต้านทานและอุปนัยกระแส AC จะล่าช้าหลังแรงดันไฟฟ้า AC เพิ่มการเหนี่ยวนำเพิ่มเติมและความล่าช้าในปัจจุบันมากขึ้น ในมอเตอร์กระแสไฟฟ้าจะล่าช้าหลังแรงดันไฟฟ้า ถ้ามอเตอร์หมุนเร็วขึ้นมันจะล้าช้ากว่านี้หรือไม่?

และถ้ามันเป็นเรื่องจริงมันจะแสดงให้เห็นว่า back-EMF นั้นเทียบเท่ากับการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นด้วยความเร็วมอเตอร์หรือไม่?

และถ้าไม่ทำไม? ตัวอย่างที่ใช้งานง่ายจะได้รับการชื่นชมก่อนจากนั้นคณิตศาสตร์ ฉันไม่เคยเข้าใจเมื่อนำเสนอในลำดับที่ตรงกันข้าม

น่าสนใจ back-emf (จำลองเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนกับความเร็ว) ไม่เท่ากับการเหนี่ยวนำที่ขึ้นอยู่กับความเร็ว นอกจากนี้ยังไม่มีความเป็นไปได้ L (w) ที่คุณสามารถคิดได้ซึ่งจะทำให้การยืนยันนั้นเป็นจริง

ฉันจะอธิบายการทดลองง่าย ๆ แต่ในสาระสำคัญฉันจะบอกว่าพวกเขาไม่สามารถเทียบเท่าได้เพราะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลดมอเตอร์ตัวเหนี่ยวนำที่ขึ้นอยู่กับความเร็วL (w)จะไม่ส่งผลกระทบต่อสถานะคงที่นิ่ง ได้ตายลงกลายเป็นความขัดแย้ง) ในขณะที่แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความเร็วv (w)จะ (ซึ่งทำให้รู้สึก)

สมมติว่ามอเตอร์ DC เป็นข้อพิสูจน์อย่างง่ายคือการจินตนาการว่าภาระของมอเตอร์จะลดลง เนื่องจากมีโหลดน้อยลงมอเตอร์จึงเร่งความเร็ว นอกจากนี้ลองนึกภาพเรากำลังรอเวลาสักครู่เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดหายไป (t = inf.) ตอนนี้เรามาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นกับทั้งสองรุ่น:

ด้วย back-emf ที่จำลองเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันแรงดันจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเร็วเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่ากระแสจะลดลงเนื่องจากความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้ากลับมีค่าน้อยลง นั่นหมายถึงแรงบิดลดลงซึ่งสมเหตุสมผลเพราะเราลดภาระของมอเตอร์ลง

ในทางกลับกันไม่ว่าคุณจะให้ค่าตัวเหนี่ยวนำใดกับ "ตัวเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ" กระแสไฟฟ้าบนมอเตอร์จะยังคงเหมือนเดิมเพราะตัวเหนี่ยวนำเป็นวงจรไฟฟ้าลัดวงจรใน dc แต่สิ่งนี้ไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากแรงบิดนั้นแปรผันตามกระแสและถ้ากระแสยังคงเท่าเดิมแรงบิดก็ยังเท่าเดิม แต่เราเริ่มการวิเคราะห์นี้โดยบอกว่าเราลดภาระของมอเตอร์ลง

มอเตอร์อุดมคติอาจถูกจำลองเป็น "การส่งผ่าน" ระหว่างด้านไฟฟ้าและกลไกด้วย "อัตราทดเกียร์" ของ "k โวลต์วินาทีต่อการปฏิวัติ" สำหรับค่าคงที่ k เช่นเดียวกับการส่งผ่านแบบกลไกการเปลี่ยนทิศทางของแรงบิดหรือความเร็วในการหมุนของด้านหนึ่งเป็นการเปลี่ยนแรงบิดและความเร็วในการหมุนของอีกด้านหนึ่งด้วยมอเตอร์ การส่งผ่านปกติจะปรับขนาดตามปริมาณที่ไม่มีมิติ แต่ก็ไม่เป็นปัญหา ฉันไม่สามารถหาวิธีที่จะทำให้การวิเคราะห์เชิงมิติของ Google ทำงานกับแรงบิดได้ แต่หนึ่งสันนิษฐานว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนบางสิ่งบางอย่างโดยเฉพาะระยะห่างจากเพลาของมันแล้วเราสามารถเปลี่ยนสูตรการใช้เมตรแทนการปฏิวัติ

หากมีคนสมมติว่า k เท่ากับ pi การใช้หนึ่งแอมป์กับมอเตอร์จะให้ผลผลิต (1 แอมป์ * (1 โวลต์วินาทีต่อเมตร)) ซึ่งจะบอกว่าแรงหนึ่งนิวตัน การใช้หนึ่งโวลต์กับมอเตอร์จะทำให้มอเตอร์เคลื่อนที่ในอัตรา (1 แอมป์ / (1 โวลต์วินาทีต่อเมตร)) ซึ่งจะบอกว่าหนึ่งเมตรต่อวินาที การย้ายเอาต์พุตในอัตราหนึ่งรอบต่อวินาทีจะทำให้แรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์เดียว การใช้แรงหนึ่งนิวตันจะทำให้มอเตอร์วาดหนึ่งแอมป์ เช่นเดียวกับระบบส่งกำลังทางกลในอุดมคติมอเตอร์จะสร้างการโต้ตอบแบบทันทีทันใดระหว่างสิ่งที่เกิดขึ้นทั้งสองด้าน

แน่นอนว่ามอเตอร์จริงไม่ทำงานเหมือนมอเตอร์ในอุดมคติ แต่มอเตอร์จริงส่วนใหญ่อาจจำลองเป็นมอเตอร์ในอุดมคติที่มีตัวเหนี่ยวนำและตัวต้านทานแบบอนุกรมทางด้านไฟฟ้าและมีมวลที่แนบมาและแรงเสียดทานทางด้านกลไก ปัญหาการแลกเปลี่ยนอาจทำให้พฤติกรรมแตกต่างจากแบบจำลองที่เรียบง่าย แต่ในหลาย ๆ กรณีมันทำงานได้ดีพอที่จะเป็นประโยชน์ เนื่องจากปัญหาการแลกเปลี่ยนการเหนี่ยวนำของมอเตอร์อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางกลที่แน่นอน อย่างไรก็ตามตัวเหนี่ยวนำของมอเตอร์นั้นค่อนข้างเป็นอิสระจากความเร็ว - ยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วขึ้นเท่าใดการเหนี่ยวนำยิ่งเร็วก็จะแปรผันไประหว่างค่าที่มีตำแหน่งต่าง ๆ แต่ส่วนใหญ่จะทำตัวเหมือนเหนี่ยวนำค่อนข้างคงที่

ไม่พวกเขาไม่เท่ากันเลย Back EMF คือแหล่งจ่ายแรงดัน แรงดันขึ้นอยู่กับความเร็วของมอเตอร์และไม่มีอะไรอื่น กระแสใด ๆ ที่ไหลเนื่องจากแรงดันไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับความต้านทานภายนอกที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์เท่านั้น

ในทางตรงกันข้ามพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำเป็นแหล่งกระแสหลักและมันจะพยายามสร้างแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ก็ตามเพื่อให้กระแสนั้นไหลในวงจรภายนอกซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดการเตะแบบเหนี่ยวนำ "ผลกระทบ แน่นอนขนาดของกระแสไฟฟ้าที่เป็นปัญหาจะถูกแก้ไขเมื่อเวลาผ่านไปด้วยแรงดันไฟฟ้าของขั้วของตัวเหนี่ยวนำ

ตกลง. กลับไปที่ "Back EMF" สำหรับคำถามเดิม: "ถูกต้องหรือไม่ที่จะต้องพิจารณา EMF ในมอเตอร์ที่เทียบเท่ากับการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้น?" คำตอบคือไม่ ตัวเหนี่ยวนำให้พลังงานกลับมาที่คุณใช้กับ Back EMF เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก - เป็นพลังงานไฟฟ้า มอเตอร์แปลงพลังงานที่คุณใช้กับ EMF กลับเป็นพลังงานกล