Erklärung für unterschiedliche Statorwicklungsausrichtungen

Als Laie versuche ich, die Grundkonfiguration für einen Induktionsmotor oder Generator zu verstehen. Ich habe mir viele Diagramme und Fotos / Ausschnitte der Statorverkabelung angesehen und zwei unterschiedliche Ausrichtungen für die Wicklungen festgestellt:

Alle Diagramme / Fotos, die ich gesehen habe, zeigen eine einzelne Wicklung in Form eines Rechtecks ​​mit abgerundeten Ecken.

1. Typ Eins - Die Achse der Wicklung zeigt zur Welle des Rotors.
2. Typ Zwei - Die Achse der Wicklungspunkte ist 90 Grad von der Welle des Rotors entfernt.

Der Unterschied zwischen diesen beiden Ausrichtungen macht es mir schwer, das "rotierende elektromagnetische Feld", das in Motoren / Generatoren existiert, zu konzipieren. Ich suche nach einer Erklärung für die Zwecke hinter diesen beiden Wicklungsorientierungen.

[BEARBEITEN]

45 Grad Orientierung:

0 Grad Orientierung:

90 Grad Orientierung: Ich kann momentan keine finden.

Ich denke, Sie haben vielleicht ein gutes Beispiel für etwas gefunden, nach dem ich gesucht habe, das in meiner Antwort auf diese Frage auftauchte . Der Unterschied zwischen einem sinusförmig gewickelten Motor und einem trapezförmig gewickelten Motor.

Die Art und Weise, wie ein Motor gewickelt wird, steuert die Verteilung der magnetischen Flussdichte im Motor. Dies steuert wiederum die Form der Gegen-EMK, die wiederum bestimmt, wie der Motor am besten angetrieben werden soll (dh welche Kommutierungsmethode Sie wählen). Die verschiedenen Steuermethoden können in der oben genannten Antwort nachgelesen werden.

Die folgenden Diagramme stammen aus der Masterarbeit von James Mevey . Dieses erste Diagramm zeigt zwei vereinfachte Motoren. Jeder hat nur eine einzige Wicklung. Der Motor links hat "sinusförmig geformte" Magnete und der Motor rechts hat "trapezförmig geformte" Magnete.

Die resultierenden Flussdichten sehen folgendermaßen aus:

Einen Magneten der Form im rechten Motor zu haben und die Verteilung der Wicklungen zu verändern, hätte einen sehr ähnlichen Effekt.

Ich denke, dass Ihr "45 ° Orientierungs" -Motor sinusförmig gewickelt ist. Und wenn Sie sehen könnten, wie die Wicklungen verbunden und überlappend sind, sollten Sie sehen können, wie das Magnetfeld in einem sinusförmigen Muster stärker und schwächer wird.

Und ich denke, dass Ihr Motor mit "0 ° -Orientierung" trapezförmig gewickelt ist. Was Sie fast sehen können, da die Wicklungen in nur wenigen großen Blöcken verteilt sind.

Ich denke, Sie meinen Ihren Motor mit "90 ° -Orientierung" folgendermaßen :

Welches ist ein ganz anderes Tier. Das ist ein Bild von Shane Coltons LEAF-Motor (Less Epic Axial Flux) .

Die oben in meiner Antwort und im OP gezeigten Motoren sind Radialflussmotoren . Bei dieser Konstruktion befindet sich der Rotor an der Innenseite (oder gelegentlich an der Außenseite) der Statorwicklungen. Bei einem Axialflussmotor befindet sich der Rotor vor den Statorwicklungen.

Der Vorteil eines Axialflussmotors besteht darin, dass er dünner und leichter gemacht werden kann, sodass er besser in bestimmte Geometrien passt und die Richtung schneller ändert.

Die Visualisierung des rotierenden Magnetfelds kann ohne gute Software schwierig sein.

In der Regel erhalten Sie von einem guten Motorhersteller alle Details, wie Sie den Motor am besten an der Seite der Box antreiben können. Dennoch enthalten die Verweise in der Antwort, die ich oben und in dieser Antwort verlinkt habe, eine Fülle von Informationen (möglicherweise zu viel) darüber, was genau in einem Motor vor sich geht, wenn dieser angetrieben wird.

Das erste Foto ("45 Grad") zeigt eine "Überlappungswicklung", während das zweite Foto ("0 Grad") eine verteilte Wicklung für eine Sinuswelle zeigt. Der Zweck der Verwendung übereinander hat viel mit der einfachen Herstellung und Anwendung zu tun. Die meisten Wicklungsprozesse versuchen, das automatische Einsetzen der Spulen in die Schlitze des Stators zu vereinfachen. Überlappungswicklungen müssen meist von Hand eingeführt werden.

So wie ich es kenne, sind die Wicklungen so angeordnet, wie Sie es aus praktischen Gründen sehen. In der ersten sehen Sie, dass die Wicklungen nicht so viel Kupfer haben und der Motor im Vergleich zur zweiten nicht zu groß ist. Dies bedeutet, dass die physischen Materialien selbst keine Verschwendung sind. Der Eisenkern besteht in beiden Fällen aus "I" -förmigen Zähnen, daher folgt das Magnetfeld dem Eisen und nicht der Wicklung.

Pan-Cake-Motoren sind Axialflussmaschinen, bei denen die Magnete in die Statorplatte eingebettet sind, wobei beispielsweise N unten und S oben für den ersten Magneten angegeben sind. und umgekehrt für den benachbarten Magneten. Es wird ein riesiges Nein geben. von Polen. Der Rotor kann eine Leiterplatte sein, die aus Spuren besteht, die von der Mitte der Rotorscheibe in Richtung des Außenumfangs ausgehen - wie die Speichen in einem Zweiradrad -, und der Überhangabschnitt kann minimiert werden, wenn eine große Anzahl vorhanden ist. von Statorpolen. (Sie können das Bild durch Googeln des PCB-Motors betrachten.) Es kann nicht für Anwendungen mit sehr hoher Leistung verwendet werden - der Rotor und die Welle haben nicht genügend Festigkeit. Die Trägheit wird gering sein; Die Antwort ist also sehr schnell.