[Waso 1]

Всем привет.

Поручили разработать велосипед  двигатель особой конструкции. Синхронный, с магнитами на роторе. Вопрос: есть ли какая-то теория / формулы по поводу оптимального соединения катушек в электродвигателях? Нужно получить максимальное количество ампер-витков. Задан источник питания двигателя: 12В 5А и задано окно, в которое умещается сечение обмотки. Т.е. обмотку можно делать толстым проводом мало витков, а можно тонким много витков. Есть 20 полюсов на одну "фазу", т.е. 20 таких катушек, они намотаны все одинаковым проводом и имеют одинаковое количество витков. Вопрос в том, как их оптимально включить. Все параллельно - будет слишком маленькое сопротивление даже в случае тонкого провода, источник не даст такого тока. Все последовательно - будет слишком большое сопротивление даже для толстого провода - будет маленький ток и слабый момент, еще и витков мало. Вот подумал, что есть по этому вопросу наверное готовая теория, только как её найти? ...

 

[HardEgor 66]

3 часа назад, Waso сказал:

Вот подумал, что есть по этому вопросу наверное готовая теория, только как её найти?

Книг на эту тему великое множество, а статей еще больше- открываете https://libgen.is/ и понеслась)

[SSerge 4]

20 это 2*2*5

Можете соединять Ваши катушки по 2, 4, 5 или 10 штук последовательно и по 10, 5, 4, 2 параллельно.

 

Если же пожелаете самостоятельно мотать катушки и выбирать каким проводом это делать, то в первом приближении это просто обмен шила на мыло.

Делаете вместо одного N витков - придется в те-же N раз уменьшить сечение провода чтобы вписаться в окно для обмотки. Напряжение в N раз больше, ток в раз N меньше, ампер-витки не изменились.

Во втором приближении потери на толщину изоляции для тонкого провода больше и хуже условия охлаждения, особенно для внутренних проводников, приходится плотность тока уменьшать чтобы не перегревалось.

Но у толстого провода тоже есть проблемы, раньше начинаются проблемы со скин-эффектом, что ограничивает частоту на которой такая обмотка может работать.

У обмотки из тонкого провода больше собственная ёмкость и часть магнитного потока которая замыкается внутри катушки и не участвует в создании вращающего момента тоже больше. От чего частота собственного резонанса у такой катушки ниже, это тоже ограничивает максимальную рабочую частоту.

[Stepanov 8]

Соотношения магнитного потока и потерь в обмотке, при заданных размера железа определяется только общим сечением меди, чем больше тем лучше, а на сколько витков разбито это сечение зависит от частоты фазного тока на номинальной частоте вращения и напряжения питания. Вообще напряжение питания и номинальная частота вращения являются исходными параметрами для остальных расчётов при заданной конфигурации магнитной системы. Сообщите больше данных, будет возможно более конкретные рекомендации вам выдать.