Domanda:
"Dove" compare l'EMF nel motore?
Daniel Nilsson
2016-12-30 20:22:24 UTC
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Ho cercato di capire l'EMF, in particolare l'EMF di ritorno nei motori elettrici, come ad esempio una configurazione come questa:

simple electrical motor

Supponiamo di applicare una tensione ai pennelli. Capisco che una volta avviata la rotazione, una corrente sarà indotta dal flusso variabile all'interno del loop e che questa corrente indotta è opposta alla corrente creata dalla tensione esterna. La mia comprensione è che questo si traduce in una corrente netta più piccola nel loop e questo fenomeno viene richiamato EMF.

Tuttavia, non capisco esattamente "dove" appare l'EMF (che è un voltaggio?). Una spiegazione che ho visto è questa:

motor circuit

dove l'EMF appare come una sorgente di tensione in serie con la resistenza del motore. Sebbene questo possa essere un buon modo per spiegare come si comporterà la corrente, non sembra spiegare cosa accade effettivamente all'interno del motore. Sicuramente l'EMF non compare "prima" del motore, ma piuttosto al suo interno. Dovrebbe quindi in qualche modo essere visto come sovrapposto al resistore? Dove, nella prima figura, apparirà l'EMF? Cambia la tensione tra le spazzole? Dove si verifica la caduta di tensione "extra"?

Appare sui terminali del motore.È possibile misurarlo collegando un voltmetro tra i terminali e, mentre il motore è in funzione, rimuovendo la tensione di alimentazione.Vedrai quindi la back emf che si riduce mentre il motore rallenta.In alternativa, guida il motore con PWM e guarda la tensione del terminale usando un oscilloscopio: la back emf sarà visibile durante i periodi di PWM off.
Cinque risposte:
Olin Lathrop
2016-12-30 20:34:38 UTC
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L'EMF posteriore viene generato nel filo che costituisce le bobine del motore.Quando un filo viene fatto scorrere lateralmente attraverso un campo magnetico, viene generata una tensione lungo la lunghezza del filo.Gira il motore con solo un voltmetro collegato e vedrai che produce una tensione.

Quindi sì, la resistenza e l'EMF posteriore sono effettivamente distribuiti lungo il filo nella bobina.Ci sono molte (infinità, in realtà) di piccole resistenze in serie che ricevono ciascuna una piccola tensione in serie con loro quando il motore gira.

Visto elettricamente dall'esterno, questo non può essere distinto da una resistenza concentrata in serie con una sorgente di tensione concentrata.Poiché questo è più semplice da disegnare, pensare e analizzare, è così che vengono solitamente mostrati i motori.

+1 per una risposta identica, buon natale ecc. E penso che la bombetta ti stia bene Olin lol
Penso che sia la parte con le infinite piccole resistenze che ho difficoltà a cogliere.L'EMF fa diminuire la corrente attraverso questi resistori, giusto?La diminuzione della corrente implica una diminuzione della tensione.Allora dove va il resto della tensione?
@Dan: No, l'EMF posteriore non causa intrinsecamente una corrente attraverso il resistore.Pensa ai molti resistori distribuiti e sorgenti di tensione come se fossero in serie, non in parallelo tra loro.La tensione viene creata quando il motore gira, indipendentemente da come è stato fatto girare.Se guidi l'albero esternamente, puoi vedere direttamente quella tensione.Se si fa girare il motore applicando una tensione esterna, le piccole sorgenti di tensione si applicano alla tensione applicata.Ciò significa che il motore "vede" meno tensione applicata quanto più velocemente gira.
@Olin Ah, quindi sarebbe più preciso (anche se pur sempre una semplificazione del corso) vederlo come un numero infinito di resistenze infinitesimali, e tra ognuna c'è una sorgente di tensione infinitesimale?
AilitxpsqlCMT Sì - - -
@DanielNilsson se il motore ha questa o quella resistenza (o anche teoricamente) resistenza del rotore zero, non fa differenza, la tensione è indotta in serie con le bobine del rotore.Non è affatto correlato alla resistenza della bobina.
@Andy Giusto, ma spazialmente la tensione è intervallata da tutto il filo, non accanto ad esso.Dal punto di vista del circuito ovviamente non importa, ma per capire la fisica lo fa sicuramente :)
Neil_UK
2016-12-30 20:33:10 UTC
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Puoi semplificare le cose rimuovendo la batteria da quel diagramma e girando il motore a mano, come un generatore.

Quando l'armatura gira, i fili tagliano il campo magnetico e in essi viene generata una tensione.

Questa tensione è la stessa sia che l'armatura venga ruotata come generatore o come motore.Quando viene ruotato come un motore, questa tensione è chiamata "back EMF".

Andy aka
2016-12-30 20:33:48 UTC
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Consideralo come un generatore;si gira il rotore e viene prodotta una tensione di uscita.Questa tensione è in serie con la bobina del rotore.Non fa differenza se invece di far girare manualmente il motore si applica dc per farlo girare.

+1 e felice anno nuovo.La bombetta è uno dei cappelli segreti, quindi non so cosa ho fatto per guadagnarmela.Non sono così sicuro che anche la peluria rosa ti si addica, ma è divertente.
@OlinLathrop È il [cappello "Like Clockwork"] (http://meta.stackexchange.com/a/288284/213721) (dal romanzo e dal film di Stanley Kubrick).Non sono sicuro di cosa significhi, ma immagino che tu l'abbia capito per aver risposto ad almeno una domanda al giorno.
Guill
2017-01-07 05:26:44 UTC
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L'EMF posteriore "appare" attraverso le spazzole del collettore.La sua polarità è tale da opporsi sempre alla tensione di "pilotaggio", provocando un assorbimento di corrente inferiore al "normale".La corrente "normale" si trova bloccando il rotore e misurando la corrente assorbita, quindi il rotore può ruotare e la corrente "corrente" sarà inferiore alla corrente "normale", a causa dell'EMF di ritorno.

Adam Kristensson
2019-02-06 12:58:23 UTC
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Bella domanda: in realtà non è così facile! Mi ci sono voluti giorni per capire. Grazie alla tua immagine pedagogica finalmente ce l'ho!

Devi vedere che è come se la batteria fosse scollegata dal circuito. Quindi, hai un circuito senza corrente che lo attraversa per cominciare. Fai ruotare la bobina in senso orario con le mani nello stesso modo in cui girerebbe se la corrente fosse attiva. Nella posizione in cui hai disegnato il tuo disegno hai il lato destro della bobina che si muove verso il basso. Quindi, hai il filo della bobina che si muove verso il basso, il che significa che anche le cariche positive nella bobina del filo si muovono verso il basso (ma non si muovono lungo il filo). Con la regola della mano destra n. 1 punti il ​​pollice verso il basso nella direzione delle cariche in movimento, mentre allo stesso tempo hai le dita che puntano a destra lungo il campo magnetico. Quindi ottieni una forza dal palmo della tua mano che punta lungo il filo della bobina verso di te nella foto. Cioè, hai cariche positive (corrente in altre parole) che si muovono nel filo verso la spazzola laterale destra.

Quindi, ottieni un surplus di cariche positive sul pennello destro e un surplus di cariche negative sul pennello sinistro. Quindi, ti sei procurato un emf che funziona come una batteria CC. Il potenziale di tensione dell'emf è opposto all'emf originale creato dalle batterie DC. Questo crea una corrente attraverso il circuito nella parte inferiore dell'immagine che è opposta nella direzione della corrente applicata dalle batterie CC. Quando si accendono le batterie DC, si ottiene una corrente che vuole andare da destra a sinistra nella bobina nello stesso momento in cui vuole andare da sinistra a destra dalla back emf indotta. Più velocemente fai ruotare la bobina con la corrente CC, più forte sarà anche la forza di back emf opposta allo stesso tempo! Quindi, questo back emf funziona sempre contro di te.

Ottieni lo stesso risultato se usi la legge di lenz.Flusso magnetico opposto al flusso originale attraverso la bobina.Con l'RHR-1 con corrente nella stessa direzione in cui è originariamente, ma con linee di campo magnetico nella direzione opposta si ottiene la forza sulla bobina per farla ruotare in senso antiorario.Quindi, questo non è completamente analogo al primo pensiero sopra, ma finisce con lo stesso risultato.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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