La fuerza contraelectromotriz se genera al oponerse a la tendencia de la corriente en el devanado a cambiar. Se genera en las siguientes situaciones: (1) cuando una corriente alterna pasa por la bobina; (2) cuando un conductor se coloca en un campo magnético alterno; (3) cuando un conductor corta el campo magnético. Cuando aparatos eléctricos como bobinas de relés, válvulas electromagnéticas, bobinas de contactores y devanados de motores están en funcionamiento, todos generan fuerza electromotriz inducida.
La generación de corriente en estado estacionario requiere dos condiciones necesarias: primero, un bucle conductor cerrado. Segundo, fuerza contraelectromotriz. Podemos entender el fenómeno de la fuerza electromotriz inducida del motor de inducción: se aplican voltajes simétricos trifásicos a los devanados del estator del motor con una diferencia de 120 grados, generando un campo magnético giratorio circular, de modo que las barras del rotor colocadas en este campo magnético giratorio están sujetas a fuerza electromagnética, cambiando de movimiento estático a giratorio, generando potencial inducido en las barras, y la corriente inducida fluye a través del bucle cerrado de las barras conectadas por los anillos conductores del extremo. De esta manera, se genera un potencial eléctrico o fuerza electromotriz en las barras del rotor, y esta fuerza electromotriz es la llamada fuerza contraelectromotriz. En un motor de rotor bobinado, el voltaje de circuito abierto del rotor es una fuerza contraelectromotriz típica.
Los diferentes tipos de motores presentan variaciones completamente diferentes en la magnitud de la fuerza contraelectromotriz. En un motor asíncrono, la magnitud de la fuerza contraelectromotriz varía con la carga en cualquier momento, lo que resulta en indicadores de eficiencia muy diferentes en distintas condiciones de carga. En un motor de imán permanente, mientras la velocidad se mantenga constante, la magnitud de la fuerza contraelectromotriz permanece invariable, por lo que los indicadores de eficiencia en diferentes condiciones de carga se mantienen prácticamente invariables.
El significado físico de la fuerza contraelectromotriz es la fuerza electromotriz que se opone al paso de la corriente o al cambio de corriente. En la relación de conversión de energía eléctrica UIt = ε逆It + I₂Rt, UIt es la energía eléctrica de entrada, como la energía eléctrica de entrada a una batería, motor o transformador; I₂Rt es la energía de pérdida de calor en cada circuito, que es un tipo de energía de pérdida de calor, cuanto menor, mejor; la diferencia entre la energía eléctrica de entrada y la energía eléctrica de pérdida de calor es la parte de la energía útil ε逆It correspondiente a la fuerza contraelectromotriz. En otras palabras, la fuerza contraelectromotriz se utiliza para generar energía útil y está inversamente correlacionada con la pérdida de calor. Cuanto mayor sea la energía de pérdida de calor, menor será la energía útil alcanzable.
Objetivamente, la fuerza contraelectromotriz consume la energía eléctrica del circuito, pero no constituye una pérdida. La parte de la energía eléctrica correspondiente a la fuerza contraelectromotriz se convertirá en energía útil para los equipos eléctricos, como la energía mecánica del motor y la energía química de la batería.
Se puede ver que el tamaño de la FEM posterior significa la fuerza de la capacidad del equipo eléctrico para convertir la energía de entrada total en energía útil, lo que refleja el nivel de la capacidad de conversión del equipo eléctrico.
Factores que determinan la fuerza contraelectromotriz (FEM) En productos de motor, el número de vueltas del devanado del estator, la velocidad angular del rotor, el campo magnético generado por el imán del rotor y el entrehierro entre el estator y el rotor son factores que determinan la FEM. Al diseñar el motor, se determinan el campo magnético del rotor y el número de vueltas del devanado del estator. Por lo tanto, el único factor que determina la FEM es la velocidad angular del rotor o la velocidad del rotor. A medida que aumenta la velocidad del rotor, también aumenta la FEM. La diferencia entre el diámetro interior del estator y el diámetro exterior del rotor afectará el tamaño del flujo magnético del devanado, que a su vez afectará la FEM.
Cosas a tener en cuenta cuando el motor está en marcha ● Si el motor deja de girar debido a una resistencia mecánica excesiva, no hay fuerza contraelectromotriz en este momento. La bobina con muy poca resistencia está conectada directamente a los dos extremos de la fuente de alimentación. La corriente será muy grande, lo que puede quemar fácilmente el motor. Este estado se encontrará en la prueba del motor. Por ejemplo, la prueba de calado requiere que el rotor del motor esté en un estado estacionario. En este momento, el motor es muy grande y es fácil quemarlo. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de motores utilizan la recopilación de valores instantáneos para la prueba de calado, lo que básicamente evita el problema de la quema del motor causada por un tiempo de calado prolongado. Sin embargo, dado que cada motor se ve afectado por varios factores, como el ensamblaje, los valores recopilados son bastante diferentes y no pueden reflejar con precisión el estado de arranque del motor.
● Cuando la tensión de alimentación conectada al motor es mucho menor que la tensión normal, la bobina del motor no gira, no se genera fuerza contraelectromotriz y el motor se quema fácilmente. Este problema suele ocurrir en motores utilizados en líneas temporales. Por ejemplo, las líneas temporales utilizan cables de alimentación. Dado que son de un solo uso y para evitar robos, la mayoría utiliza cables con núcleo de aluminio para controlar el coste. De esta forma, la caída de tensión en la línea es muy grande, lo que resulta en una tensión de entrada insuficiente para el motor. Naturalmente, la fuerza contraelectromotriz debe ser relativamente pequeña. En casos graves, el motor puede arrancar con dificultad o incluso no arrancar. Incluso si arranca, funcionará con una corriente elevada en un estado anormal, por lo que se quemará fácilmente.
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