Explication des différentes orientations de l'enroulement du stator

En tant que profane, j'essaie de comprendre la configuration de base d'un moteur à induction ou d'un générateur. J'ai regardé de nombreux diagrammes et photos / plans de coupe du câblage du stator et j'ai remarqué deux orientations différentes pour les enroulements:

Tous les diagrammes / photos que j'ai vus montrent un enroulement individuel en forme de rectangle aux coins arrondis.

1. Type un - L'axe de l'enroulement pointe vers l'arbre du rotor.
2. Type deux - L'axe de l'enroulement pointe à 90 degrés de l'arbre du rotor.

La différence entre ces deux orientations rend difficile pour moi de conceptualiser le "champ électromagnétique tournant" qui existe dans les moteurs / générateurs. Je cherche une explication des pusposes derrière ces deux orientations sinueuses.

[ÉDITER]

Orientation à 45 degrés:

Orientation 0deg:

Orientation à 90 degrés: je n'en trouve pas pour le moment.

Je pense que vous avez peut-être trouvé un bon exemple de quelque chose que je cherchais et qui est apparu dans ma réponse à cette question . A savoir, la différence entre un moteur à enroulement sinusoïdal et un moteur à enroulement trapézoïdal.

La façon dont un moteur est enroulé contrôle la distribution de la densité de flux magnétique à travers le moteur. Qui à son tour contrôle la forme du Back-EMF, qui à son tour dicte la meilleure façon de conduire le moteur (c'est-à-dire la méthode de commutation que vous choisissez). Les différentes méthodes de contrôle peuvent être lues dans la réponse susmentionnée.

Les schémas ci-dessous sont extraits de la thèse de maîtrise de James Mevey . Ce premier diagramme montre deux moteurs simplifiés. Chacun n'a qu'un seul enroulement. Le moteur de gauche a des aimants "de forme sinusoïdale" et le moteur de droite a des aimants "de forme trapézoïdale".

Les densités de flux résultantes ressemblent à ceci:

Le fait d'avoir des aimants de la forme dans le moteur droit et de modifier la distribution des enroulements aurait un effet très similaire.

Je pense que votre moteur à "orientation 45 °" est sinusoïdal. Et si vous pouviez regarder comment les enroulements sont connectés et se chevauchent, vous devriez pouvoir voir comment le champ magnétique deviendrait plus fort et plus faible dans un motif sinusoïdal.

Et je pense que votre moteur "d'orientation 0 °" est bobiné trapézoïdalement. Ce que vous pouvez presque voir puisque les enroulements sont distribués en quelques gros blocs.

Quant à votre moteur à "90 ° d'orientation", je pense que vous voulez dire ceci:

Ce qui est une bête complètement différente. C'est une image du moteur à flux axial moins épique (LEAF) de Shane Colton .

Les moteurs indiqués en haut de ma réponse et dans l'OP sont des moteurs à flux radial . Dans cette conception, le rotor est à l'intérieur (ou parfois à l'extérieur) des enroulements du stator. Dans un moteur à flux axial , le rotor se trouve devant les enroulements du stator.

Les avantages d'un moteur à flux axial sont qu'il peut être rendu plus mince et plus léger, ce qui lui permet de mieux s'adapter à certaines géométries et de changer de direction plus rapidement.

La visualisation du champ magnétique tournant peut être difficile sans un bon logiciel.

Mais généralement, un bon fabricant de moteurs vous fournira tous les détails sur la meilleure façon de conduire son moteur sur le côté de la boîte. Pourtant, les références dans la réponse que j'ai liée ci-dessus et dans cette réponse fournissent une mine d'informations (peut-être trop) sur ce qui se passe exactement à l'intérieur d'un moteur lorsqu'il est entraîné.

La première photo ("45deg") montre un "enroulement de tour" tandis que la deuxième photo ("0deg") montre un enroulement distribué pour une onde sinusoïdale. L'utilisation de l'un au-dessus de l'autre a beaucoup à voir avec la facilité de fabrication et d'application. La plupart des enroulements tentent de faciliter l'automatisation de l'insertion des bobines dans les fentes du stator. Les enroulements de recouvrement doivent le plus souvent être insérés à la main.

D'après ce que je sais, les enroulements sont disposés comme vous le voyez à des fins pratiques. Dans le premier, vous pouvez voir que les enroulements n'ont pas beaucoup de cuivre et que le moteur n'est pas trop gros par rapport au second. Cela signifie que les matériaux physiques eux-mêmes ne sont pas des déchets. Le noyau de fer est composé, dans les deux cas, de dents en "I", donc le champ magnétique suit le fer, pas le bobinage.

Les moteurs à gâteau de pan sont des machines à flux axial avec les aimants intégrés sur la plaque du stator avec disons N en bas et S en haut pour le premier aimant; et vice-versa pour l'aimant adjacent. Il y aura un énorme non. de pôles. Le rotor peut être un PCB composé de pistes émanant du centre du disque du rotor vers la périphérie extérieure - comme les rayons d'une roue à deux cycles - la partie en surplomb peut être minimisée s'il y a un énorme non. des pôles du stator. (Vous pouvez regarder l'image par le moteur de PCB Googling). Il ne peut pas être utilisé pour des applications à très haute puissance - le rotor et l'arbre n'auront pas une résistance suffisante. L'inertie sera faible; donc, la réponse est très rapide.