Sé que back-EMF puede considerarse como una fuente de voltaje en serie con el motor que es proporcional a la velocidad. Este es el entendimiento común, y lo entiendo totalmente. Antes de entender esto, desarrollé una explicación alternativa por mi cuenta, y me pregunto si tiene alguna validez.
Piense en esto: un inductor resiste el cambio de corriente. Un inductor más grande lo resiste más. Un motor parado se resiste al cambio de corriente. Un motor giratorio lo resiste más.
Un pequeño inductor a una corriente dada tiene algo de energía almacenada. Un inductor más grande con la misma corriente tiene más energía almacenada. Un motor parado a una corriente dada tiene algo de energía almacenada. Un motor que gira a la misma corriente tiene más energía almacenada.
Con suerte, puede ver lo que un estudiante podría hipotetizar intuitivamente: los devanados de un motor exhiben una inductancia que aumenta con la velocidad del motor. No porque mágicamente haga más vueltas de cable, por supuesto, pero tal vez sea una especie de inductor mecánico, que almacena energía en el impulso del motor, en lugar de en un campo magnético. Mi comprensión intuitiva de un inductor es, después de todo, un volante. Tal vez este es un inductor que en realidad es un volante.
¿Se puede extender más esta analogía? En una carga resistiva e inductiva, la corriente CA va a la zaga del voltaje CA. Agregue más inductancia y la corriente se retrasa más. En un motor, la corriente va a la zaga del voltaje. Si el motor gira más rápido, ¿se retrasa más?
Y si eso es cierto, ¿se puede demostrar que la fuerza contraelectromotriz es equivalente a una inductancia que aumenta con la velocidad del motor?
Y si no, ¿por qué? Los ejemplos intuitivos serían apreciados primero, luego las matemáticas. Parece que nunca entiendo cuando se presenta en el orden opuesto.
Interesante. La fuerza contraelectromotriz (modelada como una fuente de voltaje proporcional a la velocidad) no es equivalente a una inductancia que depende de la velocidad. Además, no hay L(w) posible que se te ocurra que haga que esa afirmación sea verdadera.
Describiré un experimento simple, pero en esencia diré que no pueden ser equivalentes porque ante un cambio de carga del motor, un inductor que depende de la velocidad L(w) no afectará la corriente de estado estacionario (par después de todos los transitorios ). se han extinguido, convirtiéndose en una contradicción), mientras que una fuente de tensión dependiente de la velocidad v(w) lo hará (lo que tiene sentido).
Suponiendo un motor de CC, una prueba simple es imaginar que la carga en el motor se reduce. Debido a que hay menos carga, el motor se acelera. También imagine que esperamos un tiempo para que desaparezcan todos los transitorios (t=inf.). Ahora veamos qué sucede con ambos modelos:
Con la fuerza contraelectromotriz modelada como una fuente de voltaje, su voltaje aumenta porque la velocidad aumenta. Esto significa que la corriente disminuye, porque la diferencia entre la fuente de tensión de alimentación y la tensión de la fuerza contraelectromotriz se hizo más pequeña. Esto significa que el par disminuyó, lo cual tiene sentido porque redujimos la carga en el motor.
Por otro lado, sin importar el valor de inductancia que le dé al "inductor de fuerza contraelectromotriz", la corriente en el motor seguirá siendo la misma, porque los inductores son cortocircuitos en CC. Pero esto no tiene sentido, porque el torque es proporcional a la corriente y si la corriente permanece igual, el torque permanece igual, pero comenzamos este análisis diciendo que redujimos la carga en el motor.
Un motor ideal puede modelarse como una "transmisión" entre los lados eléctrico y mecánico, con una "relación de transmisión" de "k voltios segundos por revolución" para alguna constante k. Así como una transmisión mecánica conmuta bidireccionalmente los cambios en el par o la velocidad de rotación de un lado a cambios en el par y la velocidad de rotación del otro lado, lo mismo ocurre con el motor. Una transmisión normal se escala en una cantidad adimensional, pero eso no representa un problema. No puedo entender cómo hacer que el análisis dimensional de Google funcione con torque, pero uno asume que un motor impulsa algo a una distancia particular de su eje, luego puede cambiar la fórmula para usar metros en lugar de revoluciones.
Si se supone que k es igual a pi, la aplicación de un amperio al motor producirá (1 amperio * (1 voltio segundo por metro)), lo que equivale a decir un newton de fuerza. La aplicación de un voltio al motor hará que la salida del motor se mueva a una velocidad de (1 amperio / (1 voltio segundo por metro)), es decir, un metro por segundo. Mover la salida a una velocidad de una revolución por segundo hará que el voltaje sea de un voltio; aplicar un newton de fuerza hará que el motor consuma un amperio. Al igual que en una transmisión mecánica ideal, el motor establece una correspondencia instantánea entre lo que sucede en ambos lados.
Por supuesto, los motores reales no se comportan como motores ideales, pero la mayoría de los motores reales pueden modelarse como un motor ideal con un inductor y una resistencia en serie en el lado eléctrico, y con una masa adjunta y algo de fricción en el lado mecánico. Los problemas de conmutación pueden hacer que los comportamientos varíen un poco de ese modelo simplificado, pero en muchos casos funciona lo suficientemente bien como para ser útil. Debido a problemas de conmutación, la inductancia de un motor puede variar ligeramente dependiendo de su posición mecánica exacta. No obstante, la inductancia de un motor es relativamente independiente de la velocidad: cuanto más rápido gira un motor, más rápido variará la inductancia entre los valores que tiene en diferentes posiciones, pero en su mayor parte se comportará como una inductancia relativamente constante.
No, no son en absoluto equivalentes. Back EMF es, como usted dice, una fuente de voltaje. El voltaje depende de la velocidad del motor y nada más. Cualquier corriente que fluya como resultado de ese voltaje depende solo de la impedancia externa conectada al motor.
Por otro lado, la energía almacenada en un inductor es esencialmente una fuente de corriente, y (intentará) producir el voltaje necesario para que la corriente fluya en el circuito externo, que es lo que da lugar a la "patada inductiva". " efecto. Por supuesto, la magnitud de la corriente en cuestión se modifica con el tiempo por el voltaje terminal del inductor.
ESTÁ BIEN. Volver a "Volver EMF". En cuanto a la pregunta original: "¿Es válido volver a considerar EMF en un motor equivalente a una mayor inductancia?" La respuesta es no. Un inductor le devuelve la energía que aplica contra el Back EMF, para construir el campo magnético, como energía eléctrica. Un motor CONVIERTE la energía que aplica contra el Back EMF en energía mecánica.
phil escarcha
apalopohapa