Parâmetros básicos dos enrolamentos do motor

1. Ângulo mecânico e ângulo elétrico

Quando os enrolamentos do motor são distribuídos nas ranhuras do núcleo, eles devem ser incorporados e conectados de acordo com uma certa regra para produzir corrente alternada sinusoidal simétrica ou gerar um campo magnético rotativo. Além de estar relacionado a alguns outros parâmetros, também precisamos usar o conceito de custo elétrico para refletir a lei das posições relativas entre cada bobina e enrolamento. Da mecânica, sabemos que um círculo pode ser dividido em 360°, e esses 360° são o que normalmente chamamos de ângulo mecânico. Na engenharia elétrica, a unidade de ângulo para medir as relações eletromagnéticas é chamada de ângulo elétrico, que divide cada ciclo de corrente alternada sinusoidal em 360° no eixo horizontal, ou seja, quando o espaço do condutor passa por um par de polos magnéticos, o ângulo eletromagnético muda em 360°. Portanto, a relação entre ângulo elétrico e ângulo mecânico no motor é: ângulo elétrico α = número do par de polos xP x360°. Por exemplo, para um motor de dois polos, o número do par de polos p = 1, então o ângulo elétrico é igual ao ângulo mecânico, para um motor de quatro polos, p = 2, então há dois pares de polos magnéticos em uma circunferência do motor, e o ângulo elétrico correspondente é 2×360° = 720°. E assim por diante.

2. Passo do pólo (τ)

O passo do polo do enrolamento se refere à distância de cada polo magnético na superfície circunferencial do núcleo. Geralmente se refere ao espaçamento de ranhuras entre os centros de dois polos magnéticos adjacentes do núcleo do motor. O núcleo do estator é calculado pelo espaçamento de ranhuras da superfície do entreferro interno; o rotor é calculado pelo espaçamento de ranhuras da superfície do entreferro externo do núcleo. Normalmente, há duas maneiras de expressar o passo do polo, uma é expressá-lo em comprimento; a outra é expressá-lo no número de ranhuras. É costume expressá-lo no número de ranhuras. Geralmente, o passo do polo é τ=Z1/2p.

3. Passo (y)

O número de slots de núcleo ocupados pelos dois lados de cada elemento de bobina do enrolamento do motor é chamado de passo, também conhecido como extensão. Quando o passo do elemento da bobina é igual ao passo do polo, é um enrolamento de passo completo, y = τ; quando o passo do elemento da bobina é menor que o passo do polo, é chamado de enrolamento de passo curto, y＜τ; e quando o passo do elemento da bobina é maior que o passo do polo, é chamado de enrolamento de passo longo y＞τ. Como os enrolamentos de passo curto têm muitas vantagens, como pontas mais curtas, menos material de fio eletromagnético e maior fator de potência, os enrolamentos de passo curto são usados ​​sem exceção nos enrolamentos de camada dupla mais comumente usados.

4. Coeficiente de enrolamento

O coeficiente de enrolamento refere-se ao produto do coeficiente de curta distância e do coeficiente de distribuição do enrolamento distribuído CA, ou seja,

Kdp1=Kd1Kp1.

5. Ângulo de ranhura (α)

O ângulo elétrico entre duas ranhuras adjacentes do núcleo do motor é chamado de ângulo da ranhura, geralmente representado por a, ou seja,

α=ângulo elétrico total/z1=p×360°/z1

6. Correia de fase

A correia de fase se refere à área ocupada por cada enrolamento de fase em cada polo magnético, geralmente expressa em ângulos elétricos ou no número de ranhuras. Se o enrolamento de um motor trifásico sob cada par de polos magnéticos for dividido em seis áreas, há três sob cada polo. Como o ângulo da ranhura α = 360 ° P / Z, se o motor tiver 4 polos e 24 ranhuras, a largura de cada fase e cada área é qα = Z / 6P * 360P / Z = 60 °, e o enrolamento embutido nessa distribuição é chamado de enrolamento de correia de fase de 60 °. Devido às vantagens óbvias do enrolamento de correia de fase contínua de 60 °, esse enrolamento é usado na maioria dos motores trifásicos.

7. Número de slots por pólo por fase (q)

O número de slots por polo por fase se refere ao número de slots ocupados por cada enrolamento de fase em cada polo magnético, e o número de bobinas a serem enroladas em cada polo por enrolamento de fase é determinado com base nele. Ou seja,

q=Z/2Pm

Z: número de slots de núcleo; 2P: número de polos do motor; m: número de fases do motor.

Resultado do cálculo: se q for um número inteiro, é chamado de enrolamento de slot inteiro; se q for uma fração, é chamado de enrolamento de slot fracionário.

8. Número de condutores por slot

O número de condutores por slot do enrolamento do motor deve ser um inteiro, e o número de condutores por slot do enrolamento de camada dupla também deve ser um inteiro par. O número de condutores por slot do enrolamento do rotor enrolado é determinado por sua tensão de circuito aberto. O número de condutores por slot do rotor enrolado de um motor de médio porte deve ser igual a 2. O número de condutores por slot do enrolamento do estator pode ser calculado pela seguinte fórmula:

NS1=NΦ1m1a1/Z1

NS1: número de condutores por ranhura do enrolamento do estator;

NΦ1: número de condutores por slot calculado de acordo com a densidade de fluxo do entreferro;

m1: número de fases do enrolamento do estator;

a1: número de ramos paralelos do enrolamento do estator;

Z1: número de ranhuras do estator.

9. Número de condutores em série por fase

O número de condutores em série por fase refere-se ao número de voltas do barramento em série para cada enrolamento de fase no motor. No entanto, o número de voltas do barramento em série está relacionado ao número de ramificações paralelas em cada enrolamento de fase. Se o número de ramificações paralelas do motor for uma conexão unidirecional, todas as voltas dos fios em série das bobinas sob cada polo do motor devem ser adicionadas para se tornarem o número de voltas do barramento no enrolamento de fase. Se houver várias ramificações paralelas em cada enrolamento de fase do motor, ou seja, o motor for uma conexão bidirecional, uma conexão tridirecional, etc., o número de condutores em série por fase só pode ser baseado no número de voltas dos fios em série em um dos enrolamentos. Como o número de voltas dos fios em série em cada ramificação no enrolamento de fase é o mesmo, é impossível aumentar o número de voltas dos fios em série após conectá-los em paralelo para formar o enrolamento de fase.

10. Número total de bobinas

Os enrolamentos no motor são compostos de bobinas de vários tamanhos e formas. Como cada bobina tem dois lados componentes embutidos no slot do núcleo, ou seja, cada bobina deve ser embutida em dois slots. Em um enrolamento de camada única, como apenas um lado do elemento da bobina é embutido em cada slot, o número total de bobinas é igual apenas à metade do número total de slots; em um enrolamento de camada dupla, como dois lados do elemento da bobina são embutidos nas camadas superior e inferior de cada slot, seu número total de bobinas é igual ao número de slots do núcleo.