Parametri di base degli avvolgimenti del motore

1. Angolo meccanico e angolo elettrico

Quando gli avvolgimenti del motore sono distribuiti nelle fessure del nucleo, devono essere incorporati e collegati secondo una certa regola per emettere corrente alternata sinusoidale simmetrica o generare un campo magnetico rotante. Oltre a essere correlati ad altri parametri, dobbiamo anche usare il concetto di costo elettrico per riflettere la legge delle posizioni relative tra ogni bobina e avvolgimento. Dalla meccanica, sappiamo che un cerchio può essere diviso in 360°, e questi 360° sono ciò che di solito chiamiamo angolo meccanico. In ingegneria elettrica, l'unità angolare per misurare le relazioni elettromagnetiche è chiamata angolo elettrico, che divide ogni ciclo di corrente alternata sinusoidale in 360° sull'asse orizzontale, ovvero quando lo spazio del conduttore passa attraverso una coppia di poli magnetici, l'angolo elettromagnetico cambia di 360°. Pertanto, la relazione tra angolo elettrico e angolo meccanico nel motore è: angolo elettrico α = numero di coppie di poli xP x360°. Ad esempio, per un motore a due poli, il numero di coppie di poli p = 1, quindi l'angolo elettrico è uguale all'angolo meccanico, per un motore a quattro poli, p = 2, quindi ci sono due coppie di poli magnetici in una circonferenza del motore, e l'angolo elettrico corrispondente è 2×360° = 720°. E così via.

2. Passo polare (τ)

Il passo polare dell'avvolgimento si riferisce alla distanza di ciascun polo magnetico sulla superficie circonferenziale del nucleo. Di solito si riferisce alla spaziatura delle fessure tra i centri di due poli magnetici adiacenti del nucleo del motore. Il nucleo dello statore è calcolato dalla spaziatura delle fessure della superficie interna del traferro; il rotore è calcolato dalla spaziatura delle fessure della superficie esterna del traferro del nucleo. Di solito ci sono due modi per esprimere il passo polare, uno è esprimerlo in lunghezza; l'altro è esprimerlo nel numero di fessure. È consuetudine esprimerlo nel numero di fessure. Generalmente, il passo polare è τ=Z1/2p.

3. Passo (y)

Il numero di slot del nucleo occupati dai due lati di ciascun elemento bobina dell'avvolgimento del motore è chiamato passo, noto anche come span. Quando il passo dell'elemento bobina è uguale al passo polare, è un avvolgimento a passo completo, y=τ; quando il passo dell'elemento bobina è inferiore al passo polare, è chiamato avvolgimento a passo corto, y＜τ; e quando il passo dell'elemento bobina è maggiore del passo polare, è chiamato avvolgimento a passo lungo y＞τ. Poiché gli avvolgimenti a passo corto hanno molti vantaggi come estremità più corte, meno materiale del filo elettromagnetico e fattore di potenza più elevato, gli avvolgimenti a passo corto sono utilizzati senza eccezioni negli avvolgimenti a doppio strato più comunemente utilizzati.

4. Coefficiente di avvolgimento

Il coefficiente di avvolgimento si riferisce al prodotto del coefficiente di breve distanza e del coefficiente di distribuzione dell'avvolgimento distribuito in CA, ovvero,

Kdp1=Kd1Kp1.

5. Angolo di fessura (α)

L'angolo elettrico tra due slot adiacenti del nucleo del motore è chiamato angolo di slot, solitamente rappresentato da a, ovvero,

α=angolo elettrico totale/z1=p×360°/z1

6. Cintura di fase

La cinghia di fase si riferisce all'area occupata da ogni avvolgimento di fase su ogni polo magnetico, solitamente espressa in angoli elettrici o numero di fessure. Se l'avvolgimento di un motore trifase sotto ogni coppia di poli magnetici è diviso in sei aree, ce ne sono tre sotto ogni polo. Poiché l'angolo di fessure α=360°P/Z, se il motore ha 4 poli e 24 fessure, la larghezza di ogni fase e di ogni area è qα=Z/6P*360P/Z=60°, e l'avvolgimento incorporato in questa distribuzione è chiamato avvolgimento di cinghia di fase a 60°. A causa degli evidenti vantaggi dell'avvolgimento di cinghia di fase continua a 60°, questo avvolgimento è utilizzato nella maggior parte dei motori trifase.

7. Numero di slot per polo per fase (q)

Il numero di slot per polo per fase si riferisce al numero di slot occupati da ogni avvolgimento di fase in ogni polo magnetico, e il numero di bobine da avvolgere in ogni avvolgimento di fase per polo è determinato in base a questo. Vale a dire,

q=Z/2Pm

Z: numero di slot del nucleo; 2P: numero di poli del motore; m: numero di fasi del motore.

Risultato del calcolo: se q è un numero intero, si parla di avvolgimento di slot intero; se q è una frazione, si parla di avvolgimento di slot frazionario.

8. Numero di conduttori per slot

Il numero di conduttori per slot dell'avvolgimento del motore deve essere un numero intero e anche il numero di conduttori per slot dell'avvolgimento a doppio strato deve essere un numero intero pari. Il numero di conduttori per slot dell'avvolgimento del rotore avvolto è determinato dalla sua tensione a circuito aperto. Il numero di conduttori per slot del rotore avvolto di un motore di medie dimensioni deve essere uguale a 2. Il numero di conduttori per slot dell'avvolgimento dello statore può essere calcolato con la seguente formula:

NS1=NΦ1m1a1/Z1

NS1: numero di conduttori per cava dell'avvolgimento dello statore;

NΦ1: numero di conduttori per slot calcolato in base alla densità di flusso del traferro;

m1: numero di fasi dell'avvolgimento dello statore;

a1: numero di rami paralleli dell'avvolgimento dello statore;

Z1: numero di slot dello statore.

9. Numero di conduttori in serie per fase

Il numero di conduttori in serie per fase si riferisce al numero di spire del bus in serie per ogni avvolgimento di fase nel motore. Tuttavia, il numero di spire del bus in serie è correlato al numero di rami paralleli in ogni avvolgimento di fase. Se il numero di rami paralleli del motore è una connessione a 1 via, allora tutte le spire dei fili in serie delle bobine sotto ogni polo del motore devono essere aggiunte per diventare il numero di spire del bus nell'avvolgimento di fase. Se ci sono più rami paralleli in ogni avvolgimento di fase del motore, cioè il motore è una connessione a 2 vie, una connessione a 3 vie, ecc., allora il numero di conduttori in serie per fase può essere basato solo sul numero di spire dei fili in serie in uno degli avvolgimenti. Poiché il numero di spire dei fili in serie in ogni ramo nell'avvolgimento di fase è lo stesso, è impossibile aumentare il numero di spire dei fili in serie dopo averli collegati in parallelo per formare l'avvolgimento di fase.

10. Numero totale di bobine

Gli avvolgimenti nel motore sono composti da bobine di varie dimensioni e forme. Poiché ogni bobina ha due lati dei componenti incorporati nella fessura del nucleo, vale a dire, ogni bobina deve essere incorporata in due fessure. In un avvolgimento a strato singolo, poiché solo un lato dell'elemento bobina è incorporato in ogni fessura, il numero totale di bobine è pari solo alla metà del numero totale di fessure; in un avvolgimento a doppio strato, poiché due lati dell'elemento bobina sono incorporati negli strati superiore e inferiore di ogni fessura, il suo numero totale di bobine è pari al numero di fessure del nucleo.