Πώς επηρεάζει η προσθήκη περισσότερων κατανεμημένων στροφών την τάση σε γεννήτριες και μοτέρ;

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών σε έναν γεννήτρια ή μοτέρ (δηλαδή, ο αριθμός των εντυπώσεων) μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην εξόδου τάση. Εδώ είναι οι επιπτώσεις και πώς λειτουργούν:

Επίδραση στον γεννήτρια

Αρχή

Ο γεννήτρια λειτουργεί βάσει της αρχής της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, όταν ένας διαχωριστής κόβει μια γραμμή μαγνητικής δύναμης, παράγεται ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) στον διαχωριστή. Το μέγεθος της ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι ανάλογο με τον ρυθμό με τον οποίο κόβονται οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου και με τον αριθμό των σπειρών στον διαχωριστή.

E=N⋅A⋅B⋅v

Στα οποία:

• E είναι η παραγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (τάση);

• N είναι ο αριθμός των σπειρών;

• A είναι η αποδοτική επιφάνεια της σπείρας;

• B είναι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου;

• v είναι η ταχύτητα με την οποία η σπείρα κόβει τη γραμμή του πεδίου.

Επίδραση

Αύξηση τάσης

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών θα αυξήσει άμεσα την ηλεκτροκινητική δύναμη, δηλαδή, η εξόδου τάση του γεννήτρια θα αυξηθεί. Αυτό συμβαίνει επειδή περισσότερες σπείρες σημαίνουν ότι κάθε φορά που κόβεται μια γραμμή μαγνητικής δύναμης, παράγεται περισσότερη ηλεκτροκινητική δύναμη.

Εάν άλλες συνθήκες (όπως η ισχύς του μαγνητικού πεδίου, η ταχύτητα κοπής, κλπ.) παραμένουν σταθερές, η αύξηση του αριθμού των σπειρών θα έχει ανάλογη αύξηση της τάσης.

Ενίσχυση του μαγνητικού πεδίου

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών μπορεί επίσης να ενισχύσει το μαγνητικό πεδίο, καθώς περισσότερες σπείρες μπορούν να παράγουν ένα πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Αυτό θα αυξήσει περαιτέρω την ηλεκτροκινητική δύναμη.

Μηχανικό σχεδιασμός και κόστος

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του μεγέθους και του βάρους του γεννήτρια, το οποίο μπορεί να επηρεάσει τον μηχανικό σχεδιασμό.Στην πλευρά του κόστους, περισσότερες σπείρες σημαίνουν υψηλότερα κόστη παραγωγής.

Η επίδραση στον μοτέρ

Αρχή

Ο ηλεκτρικός μοτέρ λειτουργεί επίσης βάσει της αρχής της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, αλλά λειτουργεί αντίθετα με τον γεννήτρια: η εισερχόμενη ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Η ροή στον μοτέρ διασχίζει τις σπείρες για να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο αλληλεπιδρά με ένα μαγνητικό πεδίο που παράγεται από έναν μόνιμο μαγνήτη ή ένα άλλο σύνολο σπειρών για να δημιουργήσει έναν διαστροφικό ιππόδυναμο, που οδηγεί στην περιστροφή του ρότορα του μοτέρ.

Επίδραση

Η πυκνότητα του μαγνητικού ροής αυξάνεται

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών αυξάνει την ισχύ του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τη ροή που διασχίζει τις σπείρες, έτσι αυξάνοντας την πυκνότητα της μαγνητικής ροής μέσα στον μοτέρ.

Ένα πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο μπορεί να παράγει μεγαλύτερη διαστροφική δύναμη, έτσι αυξάνοντας την εξόδου ιπποδύναμη του μοτέρ.

Η σχέση μεταξύ τάσης και ροής

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών μπορεί επίσης να οδηγήσει σε αύξηση της αντίστροφης EMF του μοτέρ, η οποία είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη που παράγεται στις εντυπώσεις καθώς ο μοτέρ περιστρέφεται.

Η αύξηση της αντίστροφης ηλεκτροκινητικής δύναμης θα μειώσει τις απαιτήσεις ροής του μοτέρ, το οποίο μπορεί να μειώσει τη θερμότητα και την απώλεια του μοτέρ.

Αποτελεσματικότητα και απόδοση

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών μπορεί να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα του μοτέρ, διότι ένα πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο και μεγαλύτερη διαστροφική δύναμη μπορούν να μειώσουν τις απώλειες ροής.Ταυτόχρονα, περισσότερες σπείρες μπορεί να αυξήσουν την αδράνεια του μοτέρ, η οποία επηρεάζει την ταχύτητα αντίδρασης.

Μηχανικό σχεδιασμός και κόστος

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών θα οδηγήσει επίσης σε αύξηση του μεγέθους και του βάρους του μοτέρ, επηρεάζοντας τον μηχανικό σχεδιασμό.Στην πλευρά του κόστους, περισσότερες σπείρες σημαίνουν υψηλότερα κόστη παραγωγής.

Συμπέρασμα

Η αύξηση του αριθμού των σπειρών σε έναν γεννήτρια ή μοτέρ επηρεάζει άμεσα την εξόδου τάση ή την πυκνότητα της μαγνητικής ροής. Για τον γεννήτρια, η αύξηση του αριθμού των σπειρών θα αυξήσει άμεσα την εξόδου τάση; Στην περίπτωση των ηλεκτρικών μοτέρ, η αύξηση του αριθμού των σπειρών αυξάνει την πυκνότητα της μαγνητικής ροής, η οποία μπορεί να αυξήσει τη διαστροφική δύναμη και την αποτελεσματικότητα. Ωστόσο, αυτό επίσης έρχεται με μηχανικές σχεδιαστικές και οικονομικές επιπτώσεις. Στις πρακτικές εφαρμογές, οι βελτιώσεις στην απόδοση πρέπει να εξισορροπούνται με παράγοντες όπως το κόστος και το μέγεθος.