1.反電勢是如何產生的？

其實反電勢的產生很好理解，記憶力稍好的同學都應該知道早在初中和高中時就已經接觸過，只是當時的叫法是感應電動勢，其原理就是導體切割磁感線，只要兩者有相對運動就行，可以是磁場不動，導體切割；也可以是導體不動，讓磁場動。對于永磁同步電機而言，其線圈固定在定子上（導體），永磁體固定在轉子上（磁場），當轉子轉動時，轉子上的永磁體產生的磁場就會旋轉起來，就會被定子上的線圈進行切割，并在線圈中產生反電勢。為什么叫反電勢呢？顧名思義，因為反電勢E的方向和端電壓U方向相反（如圖1所示）。

圖1

2.反電勢和端電壓有什么關系？

從圖1中可以看出在負載下反電勢和端電壓的關系式為：

對于反電勢的測試，一般是在空載狀態下，不通電流，轉速為1000rpm條件下測試得出的。一般定義1000rpm數值，反電勢系數=反電勢平均值/轉速，反電勢系數是電機比較重要的參數，這里需要注意的是負載下的反電勢在轉速未穩定之前是不斷變化的。通過（1）式可知負載下反電勢是小于端電壓的，如果反電勢大于端電壓就成了發電機，對外輸出電壓。由于實際工作中的電阻和電流較小，因此反電勢的值約等于端電壓，且受端電壓的額定值限制。

3.反電勢的物理意義

設想如果反電勢不存在會出現什么樣的情況呢？由式（1）可知，沒有反電勢，整個電機就相當于一個純電阻，成了一個產熱特別嚴重的器件，這和電機將電能轉化為機械能是相違背的。

在電能轉化關系式中，UIt即為輸入電能，比如向電池、電動機或變壓器中的輸入電能；I2Rt是各電路中的熱損失能量，這部分能量是一種熱損耗能量，越小越好；輸入電能與熱損耗電能的差值，就是與反電動勢相對應的那部分有用能量，換言之，反電動勢是用來產生有用能量，與熱損耗呈反相關，熱損耗能量越大，可實現的有用能量就越小。

客觀地講，反電動勢消耗了電路中的電能，但它并不是一種“損耗”，與反電動勢相應的那部分電能，將轉化為用電設備的有用能量，例如，電動機的機械能、蓄電池的化學能等。

由此可見，反電動勢的大小，意味著用電設備把輸入的總能量向有用能量轉化的本領的強弱，反映用電器轉化本領的高低。

4.反電勢的大小和什么有關？

先給出反電勢的計算公式：

E為線圈電動勢、ψ為磁鏈、f為頻率、N為匝數、Φ是磁通。

根據上述公式相信大家也大概能說出幾點影響反電勢大小的因素了，這里引用一篇文章進行總結：

（1）反電勢等于磁鏈的變化率，轉速越高變化率越大，反電勢越大；

（2）磁鏈本身等于匝數乘以單匝磁鏈，因此匝數越高磁鏈越大，反電勢越大；

（3）匝數又和繞組方案有關，星角接，每槽匝數，相數，齒數，并聯支路數，整距還是短距方案有關；

（4）單匝磁鏈等于磁動勢除以磁阻，因此磁動勢越大，磁鏈方向上磁阻越小反電勢越大；

（5）磁阻又和氣隙以及極槽配合有關，氣息越大磁阻越大，反電勢越小。極槽配合比較復雜要具體分析；

（6）磁動勢又和磁鋼剩磁和磁鋼有效面積有關，剩磁越大反電勢越高。有效面積和磁鋼充磁方向，尺寸以及擺放位置均有關，需要具體分析；

（7）剩磁又和溫度有關，溫度越高，反電勢越小

綜上，反電勢影響因素包括轉速，每槽匝數，相數，并聯支路數，整距短距，電機磁路，氣隙長度，極槽配合，磁鋼剩磁，磁鋼擺放位置和磁鋼尺寸，磁鋼充磁方向，溫度。

5.電機設計中反電勢大小如何選取？

在電機設計中，反電勢E非常重要，我覺得反電勢設計的好（大小選擇合適，波形畸變率低），這個電機就是好的。反電勢對電機的影響主要有幾方面：1、反電勢大小決定了電機弱磁點，而弱磁點決定了電機效率map圖的分布。2、反電勢波形畸變率影響了電機紋波轉矩，影響了電機運行時轉矩輸出的平穩性。3、反電勢的大小直接決定了電機的轉矩系數，反電勢系數和轉矩系數成正比關系。由此可得出下面電機設計中所面臨的矛盾點：

a.反電勢做大，電機在低速運行區域能在控制器極限電流下保持高力矩，但是在高轉速時無法輸出力矩，甚至無法達到預期轉速；

b.反電勢做小，電機在高速區域仍然有輸出能力，但是低速相同控制器電流下轉矩達不到。

因此，反電勢大小的設計取決于電機的實際需求，例如在小型電機的設計中，如果要求在低速時仍能輸出足夠的轉矩，那么反電勢就必須設計的偏大一些。

審核編輯：劉清