DC 모터의 역기전력 B-EMF 정의 장점

DC 모터의 역기전력

전류 운반 도체가 자기장에 배치되면 토크가 도체에 유도되고 토크는 도체를 회전시켜 자기장의 자속을 차단합니다. 전자기 유도 현상에 따르면 "도체가 자기장을 차단할 때 EMF가 도체에서 유도합니다" .

 

플레밍 오른손 법칙은 유도된 EMF의 방향을 결정합니다.

플레밍 오른손 규칙에 따르면 오른손의 엄지, 중지 및 집게 손가락을 90 ° 각도로 잡으면 집게 손가락이 자기장의 방향을 나타냅니다. 엄지 손가락은 도체의 움직임 방향을 나타내고 가운데 손가락은 도체에 유도하는 EMF를 나타냅니다.

아래 그림의 오른손 법칙을 적용하면 유도된 EMF의 방향이인가 된 전압과 반대임을 알 수 있습니다. 따라서 emf는 counter emf 또는 back emf 로 알려졌습니다.

역기전력은 적용된 전압과 직렬로 발전하지만 방향이 반대입니다. 즉, 역기전력은 전류를 일으키는 전류에 반대합니다.

역기전력의 크기는 아래와 같은 식으로 주어집니다.

Eb는 역기전력으로 알려진 모터의 유도 기전력이고, A는 반대 극성의 브러시 사이의 전기자를 통과하는 병렬 경로의 수입니다. P는 극 수, N은 속도, Z는 전기자의 총 도체 수, ϕ는 극당 유용한 플럭스입니다.

모터로 작동하는 기계의 간단한 기존 회로도가 아래 다이어그램에 나와 있습니다.

 

이 경우 역기전력의 크기는 항상 적용된 전압보다 작습니다. 이 둘의 차이는 모터가 정상 조건에서 작동할 때 거의 동일합니다.

전류는 주 전원으로 인해 모터에 유도됩니다. 주 전원, 역기전력 및 전기자 전류 간의 관계는 E b = V – I a R a입니다.

DC 모터에서 Back Emf의 장점

1. 역기전력은 공급 전압에 반대합니다. 공급 전압은 전기자를 회전시키는 코일의 전류를 유도합니다. 역기전력에 대한 전류를 발생시키기 위해 모터에 필요한 전기 작업은 기계적 에너지로 변환됩니다. 그리고 그 에너지는 모터의 전기자에서 유도됩니다. 따라서 DC 모터의 에너지 변환은 역기전력 때문에 가능하다고 말할 수 있습니다 .

모터에 유도 된 기계적 에너지는 역기전력과 전기자 전류 (예 : E b I a )의 곱입니다 .

2. 역기전력은 DC 모터를 자기 제어 기계로 만듭니다. 즉, 역기전력은 모터의 필요에 따라 전기자 전류를 발생시킵니다. 모터의 전기자 전류는 다음과 같이 계산됩니다.

역기전력이 모터를 자기 조절하는 방법을 이해합시다.

• 모터가 무부하 상태에서 작동하고 있다고 가정합니다. 무부하 상태에서 DC 모터는 마찰 및 바람 손실을 제어하기 위해 작은 토크가 필요합니다. 모터는 더 적은 전류를 인출합니다. 역기전력이 전류에 따라 달라지기 때문에 값도 감소합니다. 역기전력의 크기는 공급 전압과 거의 같습니다.
• 모터에 갑작스런 부하가 걸리면 모터가 감속됩니다. 모터의 속도가 감소함에 따라 역기전력의 크기도 감소합니다. 작은 역기전력은 전원에서 무거운 전류를 인출합니다. 큰 전기자 전류는 전기자에 큰 토크를 유도하며 이는 모터의 필요입니다. 따라서 모터는 새로운 속도로 계속 움직입니다.
• 모터의 부하가 갑자기 감소하면 모터의 구동 토크가 부하 토크보다 큽니다. 구동 토크는 모터의 속도를 증가시켜 역기전력을 증가시킵니다. 역기전력의 높은 값은 전기자 전류를 감소시킵니다. 전기자 전류의 작은 크기는 부하 토크와 동일한 구동 토크를 덜 발생시킵니다. 그리고 모터는 새로운 속도로 균일하게 회전합니다.

기계적 전력 (Pm), 공급 전압 (Vt) 및 역기전력 (Eb) 간의 관계

DC 모터의 역기전력은 다음과 같이 표현됩니다.

어디 E b – Back Emf
I a – 전기자 전류
V t – 단자 전압
R a – 전기자의 저항

모터에서 발생하는 최대 전력은 다음과 같이 표현됩니다.

위의 방정식을 미분하면

역기전력 방정식에서 우리는

위의 방정식에서 I a R a 를 대체 하면

위의 방정식은 역기전력이 공급 전압의 절반과 같을 때 모터에서 최대 전력이 발생한다는 것을 보여줍니다.