motor sin escobillas a velocidad constante

  

digamos que dada la tensión de alimentación es de 12v, quiero que esté optimizada para funcionar   a un RPM constante de 4000 y con un dibujo de no más de 0.5 amperios.

     

¿Cómo calculo el tamaño del cable y el número de vueltas?

Sin más información es imposible decirlo.

La pérdida de 'hierro' (magnética y fricción) aumenta a medida que aumenta la velocidad, pero la pérdida de 'cobre' (resistencia de devanado x corriente ² ) aumenta a medida que se extrae más corriente. En reposo (sin carga, consumo de corriente mínimo) la eficiencia es cero. A la potencia de salida máxima, la resistencia del devanado absorbe aproximadamente la mitad de la potencia de entrada y la eficiencia es del 50% o menos. La eficiencia máxima se produce en algún lugar entre esos dos puntos, cuando la pérdida de hierro es igual a la pérdida de cobre.

Las pérdidas magnéticas están determinadas por el diseño físico y la construcción de la trayectoria magnética (forma del estator, material del núcleo, huecos de aire, etc.) La resistencia del devanado está determinada por el diámetro y la longitud del alambre, que depende del espacio disponible, pero la longitud requerida para obtener un número de revoluciones particular se determina por las dimensiones del motor, el patrón de bobinado, la colocación del imán y la fuerza. Un motor grande necesita menos giros de un cable más grueso que un motor pequeño del mismo diseño, y un motor con imanes fuertes necesita menos giros que uno con imanes débiles o un espacio de aire más grande (pero los imanes más fuertes aumentan la pérdida de hierro, así que ...).

Si tiene un motor que funciona con un voltaje diferente al que desea, puede rebobinarlo para que funcione con un voltaje diferente cambiando el número de vueltas en proporción, por ejemplo. si hace 4000rpm en 6V ahora, doble la cantidad de turnos para obtener 4000rpm a 12V. Pero eso ocupa el doble de espacio, por lo que debe reducir el diámetro en 1,4 (para obtener la mitad del área por cable).

Sin embargo, el rebobinado probablemente no producirá la máxima eficiencia a menos que tenga mucha suerte. Para un motor dado, la eficiencia máxima se produce a una velocidad y potencia determinadas sin importar para qué voltaje se enrolla. Por ejemplo, si su motor actualmente alcanza 4000rpm a 1A en 6V con una eficiencia del 70%, si lo rebobina para hacer 4000rpm a 0.5A en 12V, todavía obtendrá una eficiencia del 70%.

Si rebobina para reducir las revoluciones, tendrá una mayor resistencia y pérdida de cobre, mientras que si retrocede para aumentar las revoluciones, la pérdida magnética aumentará. Si es demasiado pequeño, entonces la pérdida de cobre dominará debido a la menor cantidad de cobre, pero si es demasiado grande, la pérdida de hierro dominará porque el núcleo más grande tiene una mayor pérdida magnética. Por lo tanto, cuando lo rebobinas a diferente rpm, la eficiencia podría mejorar o empeorar, dependiendo del motor en particular y de dónde lo estés utilizando en la curva de eficiencia.