Как толщина проволоки влияет на характеристики электродвигателя

На что влияет количество витков и длина провода на электродвигателях

Чем больше развивается магнитное поле, тем мощнее двигатель. А оно зависит от «ампервитков»(произведения силы тока на количество витков) и сечения магнитопровода, на котором эти витки намотаны. А длина-это уже конструктивные особенности.

на напряжение питания

Наталья Данилова

На потребляемую мощность

Данила Джабаров

на рабочее напряжение. на мощность.

Shamil Mamatov

На намоточные данные.

Важна не длина провода, она может быть разная, а его сечение и число витков, ( что, очи до лоба? Как мол длина разная? ) Да просто шаблон намотки секций может быть короче либо длиннее лишь бы обмотка не упиралась в крышки.

Игорь Шохин

Количество витков, это и есть длина.. . Точнее будет, не длина, а диаметр провода..

Как рассчитать обмотку электродвигателя

Длительная эксплуатация асинхронных электродвигателей в режиме перегрузки или повышенное напряжение питающей сети в конечном итоге приводят к перегреву обмоток статора и возникновению межвитковых замыканий и пробою на корпус. В результате потребуется ремонт электрической машины с заменой статорных обмоток.

Если в документации на двигатель есть все обмоточные данные, то эта задача для квалифицированного персонала не составит особого труда. Но при отсутствии таковых восстановление электромашины становится более затруднительным. Перед перемоткой потребуется замерить диаметр обмоточного провода, посчитать количество витков в пазу, зарисовать схему расположения обмоток и их шаг, схему соединения обмоток и прочее.

Даже при сохранении необходимой исходной частоты вращения и мощности двигателя могут возникнуть затруднения, если в наличии не окажется провода нужного диаметра. Обмотка, выполненная проводом меньшего диаметра, будет изначально перегреваться даже в режиме номинальной нагрузки. При использовании проводников с большим диаметром существует вероятность того, что при сохранении исходного числа витков в катушке ее габариты не позволят уложить обмотку в пазы сердечника статора.

Кроме того, может возникнуть необходимость изменить частоту вращения ротора или величину питающего напряжения. Для этого требуется выполнить расчет обмотки электродвигателя.

Сущность этих расчетов сводится к нахождению оптимального соотношения между магнитными и электрическими характеристиками. Говоря более простым языком, требуется определить нужное количество витков для каждой фазы обмотки.

Какие данные нужны для расчета обмотки

Для выполнения расчетов необходимо предварительно очистить железо статора от остатков старой обмотки и изоляции. Важно помнить, что применение абразивных средств недопустимо. После этого производятся следующие замеры.

D — внутренний диаметр сердечника статора. Измерения выполняются штихмассом или штангенциркулем. Допускается использовать кронциркуль для внутренних измерений и масштабную линейку. Для большей точности делается несколько замеров, выполненных между центрами диаметрально расположенных зубцов, и вычисляется среднее значение.

Da – наружный диаметр сердечника по возможности измеряется с использованием штангенциркуля или кронциркуля для наружных замеров.

hс – высота тела статора определяется с помощью штангенциркуля.

l – полная длина сердечника. Замер производится масштабной линейкой по дну зубцов.

h – полная глубина зубца

Z1 – количество зубцов (пазов) статора.

Нужно учитывать форму и размеры пазов статора для последующего определения их объема.

Чтобы выполнить расчет обмотки асинхронного электродвигателя также нужно знать толщину электротехнической стали статора и тип ее изоляции, а также количество вентиляционных поперечных каналов, их ширину или диаметр (если таковые есть).

Обработка результатов измерений

Первоначально определяют величину полюсного деления. Этот параметр измеряется в миллиметрах и определяет длину части окружности внутренней расточки, на которой будет располагаться один полюс электродвигателя.

где p – количество пар полюсов

Далее определяется расчетная длина статора (l). Если в статоре отсутствуют вентиляционные каналы, то эта величина остается равной измеренной.Если в конструкции сердечника есть вентиляционные каналы, то для дальнейших расчетов из измеренной длины вычитается произведение количества пазов на их ширину. Однако в расчетах обмотки используется чистая длина стали lо, вычисляемая по формуле

Величина этого коэффициента (kо) зависит от толщины листов электротехнической стали и типа изоляции между ними.

Потом определяется площадь полюсного деления по формуле:

Площадь поперечного сечения всего тела статора высчитывают по формуле:

Число пазов на один полюс и фазу рассчитывают по формуле:

Формулы для определения площади пазов в зависимости от их формы есть на рис.2.

К сожалению, формат обзорной статьи не дает возможности полностью раскрыть эту тему, но зная данные и используя рекомендации из пособия Г.К. Жерве «Как рассчитать обмотку асинхронного двигателя» можно вычислить диаметр обмоточного провода, количество витков в катушках и подобрать шаг и схему их укладки. Следует помнить, что расчет обмотки однофазного электродвигателя имеет свои особенности.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.

Медная проволока – свойства и применение

Медная проволока — базовый элемент электросетей и обмотки электродвигателей. Она широко используется благодаря высокой токопроводимости, отсутствию нагрева и сопротивляемости коррозии. Есть несколько видов проволоки, каждая из которых лучше подходит для определенных задач.

Виды

Основные категории проволоки — твёрдая, мягкая. Первая хуже подходит для инженерных целей, применяется в качестве декора. Вторая — основной тип, который подходит для производства кабелей, электроприборов. Оба вида производят фабричным способом; материалом выступает руда или переработанное сырье.

Стоимость зависит от марки меди, которую определяет чистота содержания. Высший показатель — 99,99%, маркируется категорией Моб. Примеси влияют на электро-, теплопроводность. Кислород — снижает прочность. Также на цену влияют сечение, количество жил.

В нашей компании предоставлены следующие сплавы из меди:

• AERIS 1105 — Российский аналог МОб — Cu-OFE
• AERIS 1100 — Российский аналог МОб — Cu-OF
• AERIS 1150 — Российский аналог М1 — Cu-ETP1
• AERIS 1120 — Российский аналог М1Р — Cu-DLP
• AERIS 1125 — Российский аналог М1Ф — Cu-DHP
• AERIS 1130 — Российский аналог М1Е — Cu-ETP

Свойства

Повсеместное использование меди обусловлено ее основными характеристиками. К ним относятся:

1. Плотность. Показатель в 8,96г/см3 дает сочетание достаточно плотной структуры при небольшой массе.
2. Низкое сопротивление. Высокая токопроводимость при отсутствии нагрева материала.
3. Долговечность. Медь устойчива к воздействию коррозии. Проволока не ржавеет и может долго хранится.
4. Прочность. Жила медной проволоки легко выдерживает многоразовое изгибание без повреждений.
5. Окисление не оказывает критического влияния на свойства — пленка легко разрушается, слабо влияет на проводимость.

Основной недостаток медной проволоки — стоимость, которая в два раза превышает цену алюминия. Также она значительно тяжелее — если в производстве наземных кабелей медь используют часто, то при прокладке по воздуху отдают предпочтение алюминию. В противном случае приходится устанавливать больше опорных конструкций.

Материал легко обрабатывается пайкой, давлением, однако плохо режется. Сварочные работы также осложнены из-за низких литейных свойств. При газовой сварке применяют борный раствор для удаления оксидов. Расход топлива зависит от толщины сплава. Рекомендуется сварка аргоном — минимальный риск образования воздушных пузырьков, возникновения сложностей при работе.

Технология

Медная проволока производится с помощью волочения на специальных станках. Исходный материал проходит предварительную обработку. Проволоку травят в нагретом растворе соляной кислоты, отжигают. Это позволяет избавиться от окалины, которая остается на деталях станков и отрицательно сказывается на их сроке службы. После этого приступают к созданию продукции:

• концы проволоки заостряют;
• наносят смазочный материал для уменьшения трения;
• заправляют в фильтры — отверстия волочильного станка с диаметром меньше самой проволоки;
• последовательно пропускают через фильтры до необходимого показателя сечения.

Все происходит в полуавтоматическом режиме. Оператор контролирует работу станка, подготавливает, заправляет исходный материал в фильтры. Медь после волочения слишком жесткая и пружинит, поэтому последним этапом служит отжиг, дальнейшая сушка.

Если в качестве сырья задействуют вторсырье, к технологии производства добавляют процедуру его обработки. Отработанную проволоку очищают от слоя изоляции, отправляют на переплавку. Лишние элементы выгорают; тугоплавкий мусор удаляют с помощью вытяжки. Металлические примеси удаляют на следующем этапе — электролизе слитков. Наконец, из полученной чистой меди готовят проволоку методом литья.

Готовую медную проволоку хранят, перевозят в виде катушек, каркасных бухт. При транспортировке их упаковывают в защитную пленку. На складах ее обычно не применяют, если соблюдены все условия: низкая влажность, вентилируемость помещения, защита от возможного затопления. На крупном производстве разные марки медной проволоки хранят по отдельности.

Применение

Встречается в большинстве известных электроприборов, домашней технике, на производстве. В чистом виде встречается в качестве обмотки трансформаторов, двигателей. Выбирают вариант с низким содержанием примесей, чтобы предотвратить задержки прохождения тока по проводнику. Благодаря этому возрастает эксплуатационный период генераторов.

Медь служит основным материалом производства кабелей, где покрывается изоляционным слоем. Здесь важно отсутствие нагрева, электропроводимость. Ближайшая доступная альтернатива — алюминий, который при равной нагрузке справляется на 65% хуже.

Также применяется в декоре, плетения, создания художественных каркасов. Характеристики в этом случае роли не играют.

Перемотка бесколлекторного двигателя

Теория и практика
Недавно мне пришел двигатель 2211 1700об.в, не способный раскрутить нужный мне винт. После некоторых тестов был поставлен диагноз: где-то подкорачивает обмотку. Можно было просто оставить его на запчасти но мне захотелось его перемотать. Статей о перемотке двигателей на русском языке очень мало, и вот я, начитавшись заморских сайтов решил написать свое пособие по перемотке бесколлекторных двинателей.
Основным материалом для данной статьи послужили материалы сайта http://www.gobrushless.com
Итак, начнем. Для начала нужно определиться с проводом для намотки.
**Выбор провода. Сколько жил и какой толщины. **

Обычно,для намотки двигателей используется медный эмалированный провод. (ПЭВ-2). Такой провод можно купить на радио рынке и в магазинах с электронными компонентами.
С увеличением мощности мотора, требования к качеству провода сильно возрастают. Для решения этой проблемы некоторые используют несколько более тонких проводов вместо одного толстого. В этом есть несколько приемуществ:
1 — Толстый провод сложнее наматывать.
2 — На больших частотах возможно появление скин-эффекта (поверхностный эффект)

Вкратце, скин эффект это явление, когда электроны, протекающие через медный провод, двигаются только по поверхности провода. В этом случае центральная часть провода просто не используется и превращается в нежелательный вес. Проявляется этот эффект с увеличением частоты.
Применительно к нашим БК моторам этот эффект обсуждался несколько раз. Есть сторонники и того и другого лагеря.
Я думаю, что частоты в наших моторах не так велики и об этом эффекте можно не думать.
Для получения максимального КПД от мотора, необходимо стремиться получить как можно меньшее сопротивление обмоток. Чем меньше сопротивление, тем меньше потери в обмотке и тем выше эффективность мотора. Для достижения этой цели необходимо использовать как можно более толстый провод. Но толстый провод — означает меньшее количество витков и меньший крутящий момент.Пока вам не нужно сделать очень высокоскоростной двигатель, старайтесь намотать как можно больше витков для создания большего крутящего момента.
Слишком тонкий провод дает большое сопротивление, и вы не сможете пропустить нужный ток через двигатель. Если просто поднять напряжение, по закону Ома произойдет увеличение тока. Но потери в обмотках(нагрев) сильно возрастут , что приведет к разрушению двигателя. Т.е. для получения нужной мощьности — необходимо выбирать провод нужного диаметра.
Для модельных двигателей обычно используется провод диаметром 0.3-0.6 мм. Более тонкий провод позволяет намотать больше витков но и имеет большее сопротивление. Определить сопротивления вашего двигателя не так легко как кажется. Не пытайтесь измерить сопротивление менее 1 Ом, если у вас нет специального оборудования. Обычные цифровые мультиметры не предназначены для измерения таких низких сопротивлений.

Чтобы сделать жизнь немного проще, можно прогнозировать, сопротивление вашего двигателя путем измерения общей длины провода, а затем рассчитывать сопротивление, используя данные из таблицы. Таким образом, можно получить представление о том, какое сопротивление будет имеет ваш двигатель.
Я зашел в магазин “Чип и Дип” и купил катушку провода 0.4мм фирмы velleman. Надо сказать, что катушка 67 метров стоит 500р при простом походе в магазин и 380р при заказе через интернет. Так, что есть смысл сделать предзаказ.
Намотка мотора

Перемотка моторов — дело непростое. Потребуется довольно много практики, чтобы получилось красиво и качественно. В первый раз может потребоваться очень много времени.

Намотать 20 витков тонким проводом на зуб может оказаться довольно просто, но мы пытаемся намотать от 10 до 30 витков соответствующей толстой проволокой, что не всегда так просто.
Хитрость заключается в том, чтобы закрепить статор в какое нибудь приспособление, а затем, используя обе руки, наматывать витки с нужным усилием, чтобы обмотки получались более компактными. Это чрезвычайно важно, так как первый слой обмотки должны поддерживать следующие один или два слоя. Если первый слой намотан свободно, следующий слой может ложиться между обмотками первого слоя. Это создает общий беспорядок, и вы никогда не получите максимальное количество витков на зуб.

Правильно намотанный зуб имеет плотно уложенные слои и витки, которые должны выглядеть красиво и опрятно.
Для достижения такого результата необходимо много практики!
Схема намотки статора с 9 зубами

Основная схема намотки приведена на картинке ниже.
Эта схема одна из самых простых с физической и логической точки зрения. Основной проблемой является подсчет количества намотанных витков. По началу вы будете постоянно сбиваться со счета, но это пройдет с практикой.
Как можно объяснить этот эскиз в текстовом формате?
Существует простая форма записи для обозначения намотки:
Обычно статор мотается 3 проводами. Назовем их ‘A’, ‘B’ и ‘С’. Если смотреть на статор сбоку, то намотка провода по часовой стрелке будет обозначена заглавной буквой, а намотка против часовой стрелки — маленькой.
Таким образом,на схеме намотки 9ти полюсного мотора мы должны мотать все зубья в одном направлении, один за другим что видно в текстовой схеме “ABCABCABC”. Девять букв, по одной букве для каждого зуба.
Итак берем провод, оставляем около 10 см, и мотаем первый зуб по часовой стрелке. Затем перекидываем провод на 4й зуб и мотаем его. И в заключение мотаем 7й зуб. Потом вторым проводом мотаем зубья 2, 5 и 8. И в завершение третьим проводом мотаем 3, 6 и 9 зубья.
Итак возьмем наш моторчик, и удалим с него старый провод. Он был намотан проволокой 0.3мм. Количество витков на оригинале было 24. (Как китайцы умудряются столько витков намотать? не представляю )) )

Теперь отмотаем метр провода 0.4мм и попробуем намотать по приведенной выше схеме:

Переход с зуба на зуб я заизолировал термоусадкой (где-то вычитал…)
Соединение проводов

Итак, у нас есть намотанный статор и из него торчит 6 проводов. Три провода из них — это начала обмоток, и 3 другие концы. Упс… Вы не уверены какие из них какие? В этом случае, необходимо было заранее маркировать провода в каком либо формате, чтобы пометить их начало. Для этого можно использовать кусочки скотча с надписанными буквами или скотч разного цвета.
Итак, у нас есть 6 концов, но только 3 из них подключаются к контроллеру скорости. Теперь, чтобы завершить перемотку необходимо выбрать схему подключения (базируясь на желаемом предназначении мотора).
Существует две конфигурации которыми можно соединить выводы статора:
Первая называется Звезда (Star или ‘Y’), а вторая — Треугольник (Delta).

Каждая конфигурация предлагает немного разные свойства и влияет на мощность мотора. Однако, изготовители двигателей еще не решили, какая схема является лучшим вариантом.
Диаграммы ниже показывают электрические схемы для этих соединений.
После этих картинок, сразу понятно почему эти схемы так называются.
Как правило, соединение “Треугольник” выбирается, если вы хотите получить высоко оборотистый мотор и соединение “Звездой” используется для получения более низких оборотов двигателя и позволяет использовать большие винты. В следующем разделе эта разница будет рассмотрена более подробно.
Если рассмотреть соединение Треугольником и подать напряжение на два вывода, во всех обмотках потечет ток. Для демонстрации того как ток распределиться между обмотками, предположим, что сопротивление одной фазы равно 1 Ом. В этом случае, у нас есть фаза А в 1 Ом, соединенная в паралель с 2мя другими фазами B и С (B и С соединены последовательно) сопротивлением в 2 Ома. По закону Ома можно подсчитать, что 2/3 всего тока пойдут через фазу А и оставшаяся 1/3 пойдет через фазы B и C. Результирующее сопротивление которое увидит контроллер будет 0,66 Ом.

Если мы соединим выводы по схеме Звезда, то весь ток будет всегда идти через 2 фазы в любой момент времени.
Результирующее сопротивление для регулятора будет 2 Ома.

Если мы нагрузим мотор напряжением в 10В, то получим ток около 15А при соединении Треугольником и всего лишь 5А при соединении Звездой. Надо сказать, что соединение треугольником в данном случае дает большую мощность. Так-же, мы получим большие токи, но усилие для поворачивания большого винта может оказаться недостаточным. Можно подать на мотор большее напряжение и все же заставить этот винт крутиться, но возможно, что мотор от этого опять сгорит.

В качестве примера:
Предположим, что у нас есть мотор он винчестера, и мы хотим получить от него необходимую тягу для 72″ Piper Cub самолета. Чтобы мотор мог выдерживать большие токи, будем использовать 0.6 мм провод. После непродолжительных мучений, стало понятно, что больше 10-11 витков намотать этим проводом не получается.
Сначала, я соединил его звездой (т.к. я хотел получить больший крутящий момент). На 3х банках LiPo, с нужным мне пропеллером, удалось получить ток всего в 10А. Мощности мотора было явно мало и хотелось получить больше.
Мотор был переконфигурирован под схему Треугольник, что дало больше мощности. Больше тяги для полета, но вместе с этим и достаточно высокие токи, чтобы спалить мотор.
Что же делать в этой ситуации?
Самый верный способ, это подбор батареи с нужным напряжением. Соединение Звездой может спокойно потянуть 4 банки лития и в этой конфигурации выдать требуемую тягу. Для соединения треугольником, наоборот — необходимо уменьшить количество банок батареи.
В результате обе конфигурации выдадут примерно одну и ту-же мощность. (как ни крути)
Обороты и напряжение (об/В)

От того как вы намотаете мотор будет зависеть с какой скоростью он будет крутиться и какую батарею вам придется использовать для получения нужной тяги.
Если взять мотор без винта и дать полный газ на, скажем, 6В, мотор будет крутить на своих максимальных оборотах.
Если измерить эти обороты и поделить их на напряжение батареи, мы получим характеристику называемую Обороты на Вольт (RPM per Volt). После того как мы узнали эту характеристику мы уже сможем сказать, как быстро мотор будет крутить на нужном нам напряжении.

Например, наш мотор крутит 8000 Оборотов на 6В.

8000 / 6 = 1333 Об/в

В этом случае с батареей на 10В мотор будет выдавать 13330 Оборотов.
Эта характеристика помогает нам понять на что способен наш мотор, и подходит ли он для поставленной задачи.
Если нам нужен мотор для импеллера, тогда необходимо чтобы мотор имел более высокие Об/В.
Для 3D самолетов, необходимо вращать больший винт, и поэтому обычно используют моторы с более низким Об/В.

Под нагрузкой количество оборотов естественно упадет.

Возвращаясь назад к схемам Треугольника и Звезды. Имеется зависимость между этими двумя схемами и расчетом характеристики Об/В. Если вы соединили мотор звездой и измерили его обороты, вы можете подсчитать какие Об/В получатся при использовании схемы Треугольник и наоборот.
Для перевода от Звезды к Треугольнику надо домножить Об/В на 1.73
Для перевода от Треугольника к Звезде — домножить на 0.578

Таким образом, у нас появляется реальный инструмент для изменения характеристик мотора в зависимости от простой схемы подключения. Некоторые моделисты, зашли так далеко, что подключают все 6 проводов к небольшому блоку коммутации, что позволяет им менять схему в любое время.
Итак, как определить/рассчитать необходимое количество витков и оборотов/В перед намоткой двигателя?
Существуют специальные программы для расчета количества витков при определенных размерах статора и толщины зубов для получения нужного количества оборотов. Но в большинстве случаев, мы просто наматываем максимально возможное количество витков и измеряем параметры получившегося мотора. Используя полученные данные, уже можно понять устраивает нас такое положение дел или нет, и что делать для достижения цели. Метод “тыка” тоже работает достаточно хорошо.
Выводы:
В качестве инструкции можно привести несколько утверждений:
Чем больше витков намотано на зуб, тем большее магнитное поле будет получено на том-же токе.
Чем сильнее поле, тем больший крутящий момент и меньшее количество оборотов на вольт.
Для получения высоких Об/В, необходимо мотать меньшее количество витков. Но вместе с этим падает и крутящий момент. Для компенсации момента, обычно на мотор подают более высокое напряжение.
Соединение Звездой дает больший крутящий момент и меньшее количество Об/В чем соединение Треугольником.
Последний штрих

Возвращаясь к моей моторке. Мне удалось намотать всего по 11 витков проволокой 0.4мм. С таким колиеством витков о соединении проводов треугольником можно сразу забыть. Итак, я зачистил эмаль с 3х выводов и спаял их вместе.
Оставшиеся 3 вывода были заправлены в термоусадку. Последним шагом я подпаял 2мм коннекторы.

Результаты тестов показали следующие характеристики:
Судя по параметрам — получилось где-то 2200 оборотов, тахометра не было под рукой.
GWS 6х3 тяга 270грамм 6А
GWS 7х3.5 тяга 330 грамм 8.2А
Вполне приемлемый результат.

• янв. 2011
• 4333

Комментарии

Этот сайт Вы конечно-же знаете.

сенк… перемотал движок друга . все ок

Да инфа хороша. Я уже с десяток моторов по ней переделывал.

Инфа шикарная. Вам удавалось перемотать 2830 с РС-Таймера? Я не могу понять как снять статор.

Перемотал свой бесколлекторник (24 зуба 22 магнита)… при соединении звездой всё работает, а вот треугольником нет… дёргается, греется. Думаю теперь, как оборотов больше сделать. В чём кстати отличие конструкции двигателя под 2 банки и под 3 ?

в выводах сказано: Для получения высоких Об/В, необходимо мотать меньшее количество витков.
так ли это? в других обзорах имеется другое мнение

English Русский
Этот сайт не будет работать без javascript!
Этот сайт не будет работать при отключенных cookie.
Сайт в оффлайне
<"assets_hash":"a8b26fa7f6e768b07a72c8c9aadb9422","page_data":,"48b9e8ca3df9550077777c92":,"48fce88e3df95500777765c0":,"4eb0d3c43df955007774c865":,"4f25867a3df9550077748f1c":,"511290fc3df955007773a6a9":,"51b07d9b3df9550077735e56":>,»settings»:,»entry»:Автор данной статьи Дмитрий Шохов, за что ему огромное спасибо. Размещена в моём дневнике для личной информации и распостанению не подлежит.
\npenolet.ru/content/110

\n

Теория и практика
\nНедавно мне пришел двигатель 2211 1700об.в, не способный раскрутить нужный мне винт. После некоторых тестов был поставлен диагноз: где-то подкорачивает обмотку. Можно было просто оставить его на запчасти но мне захотелось его перемотать. Статей о перемотке двигателей на русском языке очень мало, и вот я, начитавшись заморских сайтов решил написать свое пособие по перемотке бесколлекторных двинателей.
\nОсновным материалом для данной статьи послужили материалы сайта http://www.gobrushless.com
\nИтак, начнем. Для начала нужно определиться с проводом для намотки.
\n**Выбор провода. Сколько жил и какой толщины. **

\n\n

\nОбычно,для намотки двигателей используется медный эмалированный провод. (ПЭВ-2). Такой провод можно купить на радио рынке и в магазинах с электронными компонентами.
\nС увеличением мощности мотора, требования к качеству провода сильно возрастают. Для решения этой проблемы некоторые используют несколько более тонких проводов вместо одного толстого. В этом есть несколько приемуществ:
\n1 — Толстый провод сложнее наматывать.
\n2 — На больших частотах возможно появление скин-эффекта (поверхностный эффект)

\n

Вкратце, скин эффект это явление, когда электроны, протекающие через медный провод, двигаются только по поверхности провода. В этом случае центральная часть провода просто не используется и превращается в нежелательный вес. Проявляется этот эффект с увеличением частоты.
\nПрименительно к нашим БК моторам этот эффект обсуждался несколько раз. Есть сторонники и того и другого лагеря.
\nЯ думаю, что частоты в наших моторах не так велики и об этом эффекте можно не думать.
\nДля получения максимального КПД от мотора, необходимо стремиться получить как можно меньшее сопротивление обмоток. Чем меньше сопротивление, тем меньше потери в обмотке и тем выше эффективность мотора. Для достижения этой цели необходимо использовать как можно более толстый провод. Но толстый провод — означает меньшее количество витков и меньший крутящий момент.Пока вам не нужно сделать очень высокоскоростной двигатель, старайтесь намотать как можно больше витков для создания большего крутящего момента.
\nСлишком тонкий провод дает большое сопротивление, и вы не сможете пропустить нужный ток через двигатель. Если просто поднять напряжение, по закону Ома произойдет увеличение тока. Но потери в обмотках(нагрев) сильно возрастут , что приведет к разрушению двигателя. Т.е. для получения нужной мощьности — необходимо выбирать провод нужного диаметра.
\nДля модельных двигателей обычно используется провод диаметром 0.3-0.6 мм. Более тонкий провод позволяет намотать больше витков но и имеет большее сопротивление. Определить сопротивления вашего двигателя не так легко как кажется. Не пытайтесь измерить сопротивление менее 1 Ом, если у вас нет специального оборудования. Обычные цифровые мультиметры не предназначены для измерения таких низких сопротивлений.

\n

Чтобы сделать жизнь немного проще, можно прогнозировать, сопротивление вашего двигателя путем измерения общей длины провода, а затем рассчитывать сопротивление, используя данные из таблицы. Таким образом, можно получить представление о том, какое сопротивление будет имеет ваш двигатель.
\nЯ зашел в магазин “Чип и Дип” и купил катушку провода 0.4мм фирмы velleman. Надо сказать, что катушка 67 метров стоит 500р при простом походе в магазин и 380р при заказе через интернет. Так, что есть смысл сделать предзаказ.
\nНамотка мотора

\n

\nПеремотка моторов — дело непростое. Потребуется довольно много практики, чтобы получилось красиво и качественно. В первый раз может потребоваться очень много времени.

\n

Намотать 20 витков тонким проводом на зуб может оказаться довольно просто, но мы пытаемся намотать от 10 до 30 витков соответствующей толстой проволокой, что не всегда так просто.
\nХитрость заключается в том, чтобы закрепить статор в какое нибудь приспособление, а затем, используя обе руки, наматывать витки с нужным усилием, чтобы обмотки получались более компактными. Это чрезвычайно важно, так как первый слой обмотки должны поддерживать следующие один или два слоя. Если первый слой намотан свободно, следующий слой может ложиться между обмотками первого слоя. Это создает общий беспорядок, и вы никогда не получите максимальное количество витков на зуб.

\n

Правильно намотанный зуб имеет плотно уложенные слои и витки, которые должны выглядеть красиво и опрятно.
\nДля достижения такого результата необходимо много практики!
\nСхема намотки статора с 9 зубами

\n

Основная схема намотки приведена на картинке ниже.
\n Эта схема одна из самых простых с физической и логической точки зрения. Основной проблемой является подсчет количества намотанных витков. По началу вы будете постоянно сбиваться со счета, но это пройдет с практикой.
\nКак можно объяснить этот эскиз в текстовом формате?
\nСуществует простая форма записи для обозначения намотки:
\nОбычно статор мотается 3 проводами. Назовем их ‘A’, ‘B’ и ‘С’. Если смотреть на статор сбоку, то намотка провода по часовой стрелке будет обозначена заглавной буквой, а намотка против часовой стрелки — маленькой.
\nТаким образом,на схеме намотки 9ти полюсного мотора мы должны мотать все зубья в одном направлении, один за другим что видно в текстовой схеме “ABCABCABC”. Девять букв, по одной букве для каждого зуба.
\nИтак берем провод, оставляем около 10 см, и мотаем первый зуб по часовой стрелке. Затем перекидываем провод на 4й зуб и мотаем его. И в заключение мотаем 7й зуб. Потом вторым проводом мотаем зубья 2, 5 и 8. И в завершение третьим проводом мотаем 3, 6 и 9 зубья.
\nИтак возьмем наш моторчик, и удалим с него старый провод. Он был намотан проволокой 0.3мм. Количество витков на оригинале было 24. (Как китайцы умудряются столько витков намотать? не представляю )) )
\n
\nТеперь отмотаем метр провода 0.4мм и попробуем намотать по приведенной выше схеме:
\n
\nПереход с зуба на зуб я заизолировал термоусадкой (где-то вычитал…)
\nСоединение проводов

\n

Итак, у нас есть намотанный статор и из него торчит 6 проводов. Три провода из них — это начала обмоток, и 3 другие концы. Упс… Вы не уверены какие из них какие? В этом случае, необходимо было заранее маркировать провода в каком либо формате, чтобы пометить их начало. Для этого можно использовать кусочки скотча с надписанными буквами или скотч разного цвета.
\nИтак, у нас есть 6 концов, но только 3 из них подключаются к контроллеру скорости. Теперь, чтобы завершить перемотку необходимо выбрать схему подключения (базируясь на желаемом предназначении мотора).
\nСуществует две конфигурации которыми можно соединить выводы статора:
\nПервая называется Звезда (Star или ‘Y’), а вторая — Треугольник (Delta).
\n
\nКаждая конфигурация предлагает немного разные свойства и влияет на мощность мотора. Однако, изготовители двигателей еще не решили, какая схема является лучшим вариантом.
\nДиаграммы ниже показывают электрические схемы для этих соединений.
\n После этих картинок, сразу понятно почему эти схемы так называются.
\nКак правило, соединение “Треугольник” выбирается, если вы хотите получить высоко оборотистый мотор и соединение “Звездой” используется для получения более низких оборотов двигателя и позволяет использовать большие винты. В следующем разделе эта разница будет рассмотрена более подробно.
\nЕсли рассмотреть соединение Треугольником и подать напряжение на два вывода, во всех обмотках потечет ток. Для демонстрации того как ток распределиться между обмотками, предположим, что сопротивление одной фазы равно 1 Ом. В этом случае, у нас есть фаза А в 1 Ом, соединенная в паралель с 2мя другими фазами B и С (B и С соединены последовательно) сопротивлением в 2 Ома. По закону Ома можно подсчитать, что 2/3 всего тока пойдут через фазу А и оставшаяся 1/3 пойдет через фазы B и C. Результирующее сопротивление которое увидит контроллер будет 0,66 Ом.

\n

Если мы соединим выводы по схеме Звезда, то весь ток будет всегда идти через 2 фазы в любой момент времени.
\nРезультирующее сопротивление для регулятора будет 2 Ома.

\n

Если мы нагрузим мотор напряжением в 10В, то получим ток около 15А при соединении Треугольником и всего лишь 5А при соединении Звездой. Надо сказать, что соединение треугольником в данном случае дает большую мощность. Так-же, мы получим большие токи, но усилие для поворачивания большого винта может оказаться недостаточным. Можно подать на мотор большее напряжение и все же заставить этот винт крутиться, но возможно, что мотор от этого опять сгорит.

\n

В качестве примера:
\nПредположим, что у нас есть мотор он винчестера, и мы хотим получить от него необходимую тягу для 72" Piper Cub самолета. Чтобы мотор мог выдерживать большие токи, будем использовать 0.6 мм провод. После непродолжительных мучений, стало понятно, что больше 10-11 витков намотать этим проводом не получается.
\nСначала, я соединил его звездой (т.к. я хотел получить больший крутящий момент). На 3х банках LiPo, с нужным мне пропеллером, удалось получить ток всего в 10А. Мощности мотора было явно мало и хотелось получить больше.
\nМотор был переконфигурирован под схему Треугольник, что дало больше мощности. Больше тяги для полета, но вместе с этим и достаточно высокие токи, чтобы спалить мотор.
\nЧто же делать в этой ситуации?
\nСамый верный способ, это подбор батареи с нужным напряжением. Соединение Звездой может спокойно потянуть 4 банки лития и в этой конфигурации выдать требуемую тягу. Для соединения треугольником, наоборот — необходимо уменьшить количество банок батареи.
\nВ результате обе конфигурации выдадут примерно одну и ту-же мощность. (как ни крути)
\nОбороты и напряжение (об/В)

\n

От того как вы намотаете мотор будет зависеть с какой скоростью он будет крутиться и какую батарею вам придется использовать для получения нужной тяги.
\nЕсли взять мотор без винта и дать полный газ на, скажем, 6В, мотор будет крутить на своих максимальных оборотах.
\nЕсли измерить эти обороты и поделить их на напряжение батареи, мы получим характеристику называемую Обороты на Вольт (RPM per Volt). После того как мы узнали эту характеристику мы уже сможем сказать, как быстро мотор будет крутить на нужном нам напряжении.

\n

Например, наш мотор крутит 8000 Оборотов на 6В.

\n

8000 / 6 = 1333 Об/в

\n

В этом случае с батареей на 10В мотор будет выдавать 13330 Оборотов.
\nЭта характеристика помогает нам понять на что способен наш мотор, и подходит ли он для поставленной задачи.
\nЕсли нам нужен мотор для импеллера, тогда необходимо чтобы мотор имел более высокие Об/В.
\nДля 3D самолетов, необходимо вращать больший винт, и поэтому обычно используют моторы с более низким Об/В.

\n

Под нагрузкой количество оборотов естественно упадет.

\n

Возвращаясь назад к схемам Треугольника и Звезды. Имеется зависимость между этими двумя схемами и расчетом характеристики Об/В. Если вы соединили мотор звездой и измерили его обороты, вы можете подсчитать какие Об/В получатся при использовании схемы Треугольник и наоборот.
\nДля перевода от Звезды к Треугольнику надо домножить Об/В на 1.73
\nДля перевода от Треугольника к Звезде — домножить на 0.578

\n

Таким образом, у нас появляется реальный инструмент для изменения характеристик мотора в зависимости от простой схемы подключения. Некоторые моделисты, зашли так далеко, что подключают все 6 проводов к небольшому блоку коммутации, что позволяет им менять схему в любое время.
\nИтак, как определить/рассчитать необходимое количество витков и оборотов/В перед намоткой двигателя?
\nСуществуют специальные программы для расчета количества витков при определенных размерах статора и толщины зубов для получения нужного количества оборотов. Но в большинстве случаев, мы просто наматываем максимально возможное количество витков и измеряем параметры получившегося мотора. Используя полученные данные, уже можно понять устраивает нас такое положение дел или нет, и что делать для достижения цели. Метод “тыка” тоже работает достаточно хорошо.
\nВыводы:
\nВ качестве инструкции можно привести несколько утверждений:
\nЧем больше витков намотано на зуб, тем большее магнитное поле будет получено на том-же токе.
\nЧем сильнее поле, тем больший крутящий момент и меньшее количество оборотов на вольт.
\nДля получения высоких Об/В, необходимо мотать меньшее количество витков. Но вместе с этим падает и крутящий момент. Для компенсации момента, обычно на мотор подают более высокое напряжение.
\nСоединение Звездой дает больший крутящий момент и меньшее количество Об/В чем соединение Треугольником.
\nПоследний штрих

\n

Возвращаясь к моей моторке. Мне удалось намотать всего по 11 витков проволокой 0.4мм. С таким колиеством витков о соединении проводов треугольником можно сразу забыть. Итак, я зачистил эмаль с 3х выводов и спаял их вместе.
\nОставшиеся 3 вывода были заправлены в термоусадку. Последним шагом я подпаял 2мм коннекторы.
\n
\nРезультаты тестов показали следующие характеристики:
\nСудя по параметрам — получилось где-то 2200 оборотов, тахометра не было под рукой.
\nGWS 6х3 тяга 270грамм 6А
\nGWS 7х3.5 тяга 330 грамм 8.2А
\nВполне приемлемый результат.

\n

\n»,»user»:»48fce88e3df95500777765c0″,»ts»:»2011-01-11T21:13:31.000Z»,»st»:1,»cache»:,»views»:4333,»bookmarks»:0,»votes»:0>,»subscription»:null>,»locale»:»ru-RU»,»user_id»:»000000000000000000000000″,»user_hid»:0,»user_name»:»»,»user_nick»:»»,»user_avatar»:null,»is_member»:false,»settings»:,»unread_dialogs»:false,»footer»:,»contacts»:>,»navbar»:,»forum»:,»blogs»:,»clubs»:,»market»:>,»recaptcha»:,»layout»:»common.layout»>