¿Cómo calculo el flujo magnético?

Recientemente necesité comprar un motor sin escobillas, pero como no pude encontrar ningún motor con las características deseadas, decidí hacer el mío. Sé que es un trabajo muy preciso, pero incluso si algo sale mal, disfrutaré simplemente intentando construir el motor. Como perfeccionista, primero debo planear todo (si no está interesado en lo que ya he hecho, le sugiero que se salte hasta el final; ahí está mi problema y mi pregunta: P).

Primero he tratado de hacer una fórmula para calcular el número de vueltas en una bobina ( norte ). La velocidad de rotación máxima en el motor BLDC es la velocidad a la que los imanes en movimiento inducen un voltaje igual al voltaje negativo en la bobina.

Ley de inducción de Faraday: ε = Δ ϕ Δ t

Tengo norte vueltas de alambre, entonces:

ε = norte Δ ϕ Δ t

En mi caso Δ t es igual al tiempo, en el que el próximo imán "aparece" junto a la bobina dada:

Δ t = 1 k V tu metro
dónde:
k V - en mi caso serán rotaciones por segundo por voltio - no por minuto
tu - voltaje a través de una fase
metro - número de imanes en el motor

Δ ϕ es igual al cambio de flujo magnético durante Δ t . Significa doble flujo magnético de un solo imán ( ϕ ):

Δ ϕ = 2 ϕ

Eso significa:

ε = 2 ϕ norte 1 k V tu metro = 2 ϕ norte k V tu metro = tu C
dónde:
tu C = tu norte - voltaje a través de una bobina
norte - número de bobinas por fase

efecto final:

norte = 1 2 ϕ k V norte metro

Y en este momento necesito tu ayuda. Cuando trato de estimar cuántas vueltas debe tener la bobina, necesito saber el flujo magnético de un solo imán (en mi caso, uno de neodimio). En Internet puedes encontrar tablas que contienen propiedades de los materiales de los que están hechos los imanes, pero no hay flujo magnético (lo que es comprensible).

Mi pregunta es: ¿es posible (en caso afirmativo, cómo?) calcular el flujo magnético de un imán con dimensiones dadas, conociendo la remanencia, la coercitividad y la "densidad de energía" (el producto de B y H) del material del que está hecho el imán ?

Perdón por todos mis errores en inglés y gracias por las respuestas.

Buena suerte con eso....
si es posible. Calcular motores no es exactamente un campo nuevo en la ingeniería eléctrica (el mismo Siemens saluda). En la práctica, todos los que construyen motores tienen simuladores de elementos finitos (potencialmente bastante avanzados) que hacen que la solución analítica sea realmente utilizable para cualquier cosa que no consista en bobinas "perfectamente redondas, perfectamente uniformes en su diámetro, temperatura constante, perfectamente espaciadas", magnetismo y lagunas.

Respuestas (1)

Ese enlace que proporcionó, las 'tablas' brindan buenas curvas de B y H para sus diversos materiales, junto con 'líneas de carga' para la fuerza de desmagnetización.

Puede usar un equivalente de la 'ley de ohmios' para encontrar el campo. Piense en el imán como una batería, una fuente de H. La corriente terminal será B, mientras B sube, H bajará como resultado de su 'impedancia' interna (reluctancia). Es H el que fuerza un campo a través de los materiales entre las caras del imán.

En una primera aproximación, todo el H se 'caerá' a través de su espacio de aire de alta reluctancia. En comparación, las piezas polares de hierro tienen una reluctancia insignificante.

Las curvas ya tienen dibujada una línea de carga. El flujo y el campo H estarán en la intersección de la línea de carga y el bucle magnético. Sospecho que las etiquetas de la línea de carga están normalizadas a la longitud del imán, consulte con ese proveedor, no voy a dedicar el tiempo a la investigación. Debe asegurarse de comprender qué normalización se ha utilizado con cualquier conjunto de gráficos. Si ese es el caso, y para el ejemplo del material N35 (solo el primero en la lista), verá la línea 1.0, lo que significa que un espacio de aire de longitud igual a la longitud del imán, se cruza con la curva en 1.1T (línea 20C ). Si reduce a la mitad el espacio de aire (línea 2.0), obtiene solo 1.15T, si duplica el espacio de aire (línea 0.5), baja a 0.6T.

Obviamente, la reticencia de las piezas polares de hierro reducirá el campo muy ligeramente, y la renuencia de cualquier espacio de aire involuntario entre el imán y las piezas polares reducirá mucho el campo.

También, obviamente, hay tal variedad de motores disponibles, que obtener uno del siguiente tamaño de sus especificaciones 'únicas' será mucho más barato, rápido y eficiente que rodar el suyo propio. Sin embargo, como ejercicio de aprendizaje y mecanizado, ¡adelante!