브러시리스 영구자석 모터 설계(Ch. 6 권선: 예제)

Example

코일 위치를 찾는 방법을 설명하려면 그림 6-3에 표시된 4극 15슬롯 모터를 고려하십시오. 3의 명목상의 코일 스팬에 기초하여, 슬롯 1 및 슬롯 4에 들어가는 코일이 //(\small 0^o \mathrm{E}//)에 있는 경우, 슬롯 2 및 5에서 동일한 방향으로 감긴 코일은 1슬롯 피치와 동일한 상대 각도에 있고, 또는 9 = 6s = (Nm/Ns)·180°E 또는 //(\small 48^o \mathrm{E}//). 유사하게, 슬롯 5 및 8에서 동일한 방향으로 감긴 코일은 0 = 4θs  = 4·48°E 또는 //(\small 192^o \mathrm{E}//)의 상대 각도에 있다. 이 후자의 코일이 그림과 반대 방향으로 감겨지면, 즉 In 슬롯이 슬롯 8이되고 Out 슬롯이 슬롯 5가 되면 이 코일의 상대 각도는 192°E-180°E=12°E가 됩니다.

즉, k의 In 슬롯을 갖는 모든 포텐셜 코일의 상대 각도는

 

그림 6-3의 4 극, 15 슬롯 모터의 경우, 이 각도와 관련 인/아웃 슬롯은 다음과 같습니다.

이 각도는 정확하지만 -180°≤0≤180° 범위를 벗어나기 때문에 해독하기가 어렵습니다. 수학적으로 이 문제는 이 범위 내에서 주 각을 찾기 위해 함수를 적용하여 수정할 수 있습니다.

 

그렇게하면 위의 코일 각도가

90°보다 큰 크기의 코일 각도의 경우 코일 방향이 반전되어 코일 각도가 180° 변합니다. 4극, 15슬롯 모터에 대해이 작업을 수행하면 위의 코일 데이터가 다음과 같이 수정됩니다.

위상 A에 대한 모든 잠재 코일의 이 테이블이 주어지면 0°에 가장 가까운 것을 선택하고 각도의 총 퍼짐을 최소화하면 일반적으로 모터 성능을 최대화합니다. 이 모터에 대해 위상 당 5 개의 코일이 있기 때문에 1, 5, 8, 9 및 12로 번호가 매겨진 코일은 0 °에 가장 가깝고 24°-(-24°)=48°의 총 퍼짐을 가집니다. 위의 데이터에서 이 코일을 선택하고 크기에 따라 정렬합니다.

이 코일 선택이 모든 권선 가정을 만족하는지 확인하기 위해이 코일과 관련 B상 및 C상 대응 물이 표 6-1에 나와 있습니다. 나는 권선이 슬롯 번호에 의해 표로 만들어지며, K0=10 슬롯의 코일 오프셋이 B상과 C상의 해당 코일을 배치하는 데 사용되었습니다. 테이블의 각 행에는 2 개의 항목이 있으므로 각 슬롯은 가득 차서 두 개의 코일 측면. 따라서 이것은 유효한 권선입니다.

시각적으로, 이 권선의 A 상 코일은 그림 6-4에 묘사되어 있다. 이 특정 예에서 코일 배치는 홀수 개의 코일이 있기 때문에 어떤 각도 대칭도 보이지 않습니다. 그러나, 코일이 하나의 회 전자 자석 극성, 즉 코일 (1, 8 및 9)에 걸쳐 일방향으로, 그리고 대향하는 회전자 자석 극성, 즉 코일 (5 및 12)에 대해 반대 방향으로 감겨지기 때문에 코일 방향은 의미가 있다.

 

Example

다른 예로, 그림 6-5에 나와있는 공극 코일 스팬 S = 1이고 위상 오프셋 K0 = 8 인 10 극, 12 극 모터를 고려하십시오. 이 공칭 코일 스팬을 사용하면 각도 슬롯 피치는 0입니다. = (Nm / Ns) -18 ° C 또는 150 ° E. 위상 A에 가능한 모든 코일 세트와 기본 각도는 다음과 같습니다.

각도가 90 ° E보다 큰 모든 코일의 권선 방향을 변경하고 해당 각도를 180 ° E로 변경하면 위상 A에 대해 다음과 같은 잠재적 코일이 생성됩니다.

이 모터에는 위 상당 4 개의 코일이 있습니다. 따라서 유효한 권선을 형성하려면 위 표에서 4 개의 코일을 선택해야합니다. 0 °에있는 코일 1과 7을 분명히 사용해야합니다. 권선의 각도 확산을 최소화하려면 2 개의 30 ° 또는 2 개의 -30 ° 코일을 선택해야합니다. 이 두 가지 선택 모두 동일한 각도 확산을 생성하기 때문에 두 레이아웃 모두 동일한 모터 성능으로 이어집니다.

표 6-2는 두 개의 0 ° 코일과 두 개의 -30 ° 코일을 사용하여 세 단계 모두에 대한 권선 레이아웃을 제공합니다. 다시 한 번, 테이블의 각 행에 두 개의 항목이 있으므로 각 슬롯이 가득 차고 두 개의 코일면이 있으며 권선이 유효합니다.

그림 6-6은 A 상 권선의 권선 레이아웃을 보여줍니다. 이 경우, 짝수 개의 코일이 있기 때문에 각도 대칭이 존재한다. 권선에는 고정자의 반대쪽에 각각 두 개의 코일 그룹이 있습니다. 각 그룹 내에서 한 코일의 각도는 0 °이고 다른 코일의 각도는 -30 °입니다.

표 6-2에 표시된 권선 레이아웃은 위상 권선을 구성하는 코일의 각도 확산을 최소화합니다. 이것이 일반적으로 바람직하지만, 다른 가능성이 존재합니다. 예를 들어, 2 개의 0 ° 코일, 1 개의 -30 ° 코일 및 1 개의 30 ° 코일을 선택하여 10 극, 12 슬롯 모터를 감을 수 있습니다. 이로 인해 코일 스프레드가 60 ° 인 권선이 생성됩니다. 60 °의 각 코일 스프레드를 갖는 다른 대안은 2 개의 0 ° 코일 및 2 개의 -60 ° 코일을 선택하고, 2 개의 0 ° 코일 및 2 개의 60 ° 코일을 선택하는 것을 포함한다. 일부 슬롯은 언더 필링되고 다른 슬롯은 오버 필링되는 잘못된 와인딩을 생성하는 조합으로 일부 와인딩 가능성이 분명히 존재합니다.

대체 유효 권선의 예는 그림 6-7에 나와 있습니다. 이 권선은 코일 1, 2, 7 및 12로 구성됩니다.이 권선에서 코일의 각 확산은 그림 6-6에 표시된 것과 다르기 때문에이 두 권선의 자속 연결과 역기전력은 다릅니다. 이 대체 권선에는 그림 6-6에 표시된 대칭도 없습니다.