Devanados del motor BLDC

Aprendí un algoritmo para dar cuerda a un motor BLDC. Este algoritmo tiene los devanados cruzando varios dientes del estator similar a esta imagen:

Devanados que cruzan varios dientes

Cuando busco en Google el estator BLDC, veo muchas más imágenes como esta:ingrese la descripción de la imagen aquí

En esta imagen, los devanados en su mayoría giran alrededor de un solo diente. No abarcan múltiples dientes de manera incómoda. Esta segunda versión parece mucho más fácil de enrollar... Entonces mi pregunta es, la segunda versión... ¿Bobinar un motor así hace que pierda eficiencia? Si es así, ¿cuánta eficiencia? Estoy construyendo solo un motor de práctica, por lo que realmente no me importa si es 100% eficiente si fuera más fácil de enrollar.

Además, ¿alguien puede recomendar algún buen software de modelado para modelar los campos magnéticos? Vi este programa "motorsolve" pero se ve caro!

Los que he visto solo abarcan un "diente". ¿Dónde aprendiste este algoritmo? ¿Estás seguro de que el algoritmo no era para motores de inducción?
Hola tienes un link o me puedes decir como hiciste el bobinado del primer motor ?

Respuestas (1)

En resumen: ¡a por el segundo motor!

Topologías de motores

El segundo motor tiene lo que la literatura denomina devanados concentrados , y el primero tiene devanados distribuidos (y también un sesgo del estator que abarca una ranura completa).

Tal como lo veo, los principales beneficios de los devanados concentrados en comparación con los devanados distribuidos son que:

  • Son más fáciles de enrollar => más baratos
  • Tener menos devanados finales (más importante en máquinas cortas)

El principal inconveniente es, como sospechas, las pérdidas. Los devanados concentrados tienen más contenidos armónicos en el flujo magnético, debido a que no tienen la suavidad que obtienen los devanados distribuidos (y también, a veces, el sesgo del estator como se ve en la primera figura anterior). Estos armónicos conducen a pérdidas magnéticas significativamente mayores en el núcleo de hierro.

Aprendí mucho sobre esto leyendo Design of Rotating Electrical Machines, de Pyrhönen et al, así que esa es mi recomendación si quieres profundizar más.

Campos magnéticos

La forma de simular campos magnéticos es en realidad muy conocida. No hay necesidad de herramientas costosas. Usé el solucionador FEMM gratuito para un curso de nivel de doctorado en análisis motor numérico. Puede calcular soluciones cuasi-estáticas dependientes de la frecuencia y obtener resultados realmente buenos en comparación con la realidad. Tiene algunos ejemplos para empezar.

A partir de una inspección rápida del paquete Motorsolve: creo que obtienes bonitas geometrías prefabricadas con cuadros para completar tus tamaños y factores de forma, etc. Entonces, el inconveniente de usar un solucionador gratuito es que tienes que dibujar la geometría tú mismo. Pero eso es exactamente lo que hice en el curso que mencioné anteriormente: ingeniería inversa completa de una máquina profesional cortada en dos. Puedo recomendarlo como ejercicio.

Muchas gracias tu comentario es de gran ayuda. Análisis numérico de motores, ¿qué hizo, ejecutó una tonelada de análisis de elementos finitos en motores para ver los resultados de más o menos combinaciones de imanes/bobinas/devanados y trabajó con ese libro de texto que mencionó? Definitivamente a punto de leer ese artículo. Probablemente ese libro de texto también. El libro que leí dejaba mucho a la imaginación. Probablemente debería revisarlo en Amazon.
Usé la capacidad de FEMM para conectarme a Matlab (u octave como alternativa gratuita) para parametrizar la topología del motor que diseccionamos durante el curso. Luego comparamos el rendimiento de la máquina con una máquina simulada basada en técnicas de optimización de máquinas de inducción analíticas clásicas estándar y descubrimos que la máquina comercial era mucho mejor. También tratamos de variar algunos parámetros y encontrar una mejor solución, pero resulta que es difícil vencer a una industria que tiene más de 100 años :) Si le gusta mi respuesta, márquela como aceptada, realmente ayuda a un ¡lote!
Hasta donde yo sé, los motores de CC sin escobillas usan un devanado concentrado para el estator (como dijiste) mientras que los motores de inducción (monofásicos o trifásicos) usan un devanado distribuido para el estator.
@AlejandroNava google bldc bobinado distribuido y encontrarás ejemplos de ello. Diría que la línea entre máquinas sincrónicas y bldc es bastante borrosa. En lugar de ser un término técnico, considero que BLDC es más una cuestión de marketing que indica lo que se supone que debe reemplazar (motores con escobillas).
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