Objaśnienie różnych orientacji uzwojenia stojana

Jako laik staram się zrozumieć podstawową konfigurację silnika indukcyjnego lub generatora. Przejrzałem wiele schematów i zdjęć / przekrojów okablowania stojana i zauważyłem dwie różne orientacje uzwojeń:

Wszystkie diagramy / zdjęcia, które widziałem, pokazują pojedyncze uzwojenie w kształcie prostokąta z zaokrąglonymi narożnikami.

1. Typ pierwszy - oś uzwojenia wskazuje w kierunku wału wirnika.
2. Typ drugi - oś uzwojenia jest oddalona o 90 stopni od wału wirnika.

Różnica między tymi dwiema orientacjami utrudnia mi konceptualizację „wirującego pola elektromagnetycznego” występującego w silnikach / generatorach. Szukam wyjaśnienia przyczyn stojących za tymi dwiema orientacjami uzwojenia.

[EDYTOWAĆ]

Orientacja 45 stopni:

Orientacja 0 stopni:

Orientacja 90 stopni: nie mogę jej teraz znaleźć.

Myślę, że mogłeś znaleźć dobry przykład czegoś, czego szukałem i który pojawił się w mojej odpowiedzi na to pytanie . Mianowicie różnica między silnikiem uzwojonym sinusoidalnie a silnikiem uzwojonym trapezoidalnie.

Sposób uzwojenia silnika kontroluje rozkład gęstości strumienia magnetycznego w całym silniku. Który z kolei kontroluje kształt Back-EMF, co z kolei decyduje o tym, jak najlepiej prowadzić silnik (tj. Którą metodę komutacji wybierzesz). O różnych metodach kontroli można przeczytać w wyżej wymienionej odpowiedzi.

Poniższe diagramy pochodzą z pracy magisterskiej Jamesa Meveya . Ten pierwszy schemat pokazuje dwa uproszczone silniki. Każdy ma tylko jedno uzwojenie. Silnik po lewej stronie ma magnesy w kształcie „sinusoidalnym”, a silnik po prawej stronie ma magnesy w kształcie „trapezu”.

Wynikowe gęstości strumienia wyglądają tak:

Posiadanie magnesów o kształcie w prawym silniku i zmiana rozkładu uzwojeń miałaby bardzo podobny efekt.

Myślę , że silnik „orientacji 45 °” jest uzwojony sinusoidalnie. A jeśli potrafisz sprawdzić, jak uzwojenia są połączone i zachodzą na siebie, powinieneś być w stanie zobaczyć, w jaki sposób pole magnetyczne stawałoby się silniejsze i słabsze w układzie sinusoidalnym.

I myślę, że twój silnik „0 °” jest uzwojony trapezowo. Co prawie widać, ponieważ uzwojenia są rozmieszczone w kilku dużych blokach.

Jeśli chodzi o silnik „orientacji 90 °”, myślę , że masz na myśli:

Co jest zupełnie inną bestią. To jest zdjęcie silnika Shane'a Coltona Less Epic Axial Flux (LEAF) .

Silniki pokazane na górze mojej odpowiedzi oraz w OP są silnikami z promieniowym strumieniem . W tej konstrukcji wirnik znajduje się wewnątrz (lub czasami na zewnątrz) uzwojenia stojana. W silniku z przepływem osiowym wirnik znajduje się przed uzwojeniami stojana.

Zalety silnika osiowego polega na tym, że można go uczynić cieńszym i lżejszym, co pozwala mu lepiej dopasować się do określonych geometrii i szybciej zmieniać kierunek.

Wizualizacja wirującego pola magnetycznego może być trudna bez dobrego oprogramowania.

Ale zazwyczaj dobry producent silników dostarczy ci wszystkie szczegóły dotyczące tego, jak najlepiej prowadzić silnik z boku pudełka. Mimo to odniesienia w odpowiedzi, którą podłączyłem powyżej oraz w tej odpowiedzi, dostarczają wielu informacji (być może zbyt wiele) na temat tego, co dokładnie dzieje się w silniku podczas jego napędzania.

Pierwsze zdjęcie („45 stopni”) pokazuje „uzwojenie okrążenia”, podczas gdy drugie zdjęcie („0 stopni”) pokazuje uzwojenie rozproszone dla fali sinusoidalnej. Cel użycia jednego nad drugim ma wiele wspólnego z łatwością produkcji i stosowania. Większość procesów uzwojenia stara się ułatwić zautomatyzowanie wprowadzania cewek w szczeliny stojana. Uzwojenia zakładkowe najczęściej należy wkładać ręcznie.

Z tego, co wiem, uzwojenia są rozmieszczone tak, jak widać, do celów praktycznych. W pierwszym widać, że uzwojenia nie mają tyle miedzi, ani też silnik nie jest zbyt duży w porównaniu do drugiego. Oznacza to, że same materiały fizyczne nie są marnotrawstwem. Żelazny rdzeń składa się w obu przypadkach z zębów w kształcie „I”, a zatem pole magnetyczne podąża za żelazem, a nie za uzwojeniem.

Silniki do wypieku ciasta są maszynami z przepływem osiowym z magnesami osadzonymi na płycie stojana z, powiedzmy, N na dole i S na górze dla pierwszego magnesu; i odwrotnie dla sąsiedniego magnesu. Będzie wielkie nie. biegunów. Wirnik może być płytką drukowaną składającą się z torów wychodzących ze środka tarczy wirnika w kierunku zewnętrznego obrzeża - podobnie jak szprychy w kole bicyklicznym - część zwisu można zminimalizować, jeśli występuje ogromne „nie”. słupów stojana. (Możesz obejrzeć obraz za pomocą silnika Googling PCB). Nie można go stosować do aplikacji o bardzo dużej mocy - wirnik i wał nie będą miały wystarczającej wytrzymałości. Bezwładność będzie niska; więc odpowiedź jest bardzo szybka.