Расчет обмоток двигателя постоянного тока продолжительного режима работы мощностью до 1 кВт.
Условный объем сердечника якоря, см3: Vя=Dя? Lя где Dя — диаметр якоря, см; Lя — длина сердечника якоря, см. Мощность электродвигателя Р2 (Вт) определяем по рисунку. Данные на рисунке приведены для электродвигателей длительного режима работы с интенсивным охлаждением. При естественном охлаждении (отсутствует вентилятор) полученное значение мощности следует умножить на (0,7?0,5). Индукцию в воздушном зазоре B? (Тл) определяют по таблице в зависимости от отношения мощности Р2 (Вт) к частоте вращения п (об/мин). 
Магнитный поток в воздушном зазоре, B?: Ф?=B?·bо·Lя·10-4 где bо — длина полюсной дуги, см (смотри рисунок); bо измеряется по внутренней поверхности полюсного наконечника с помощью гибкой линейки или полоски бумаги. Эдс якоря электродвигателя, B: E=0,33(1+2?)U при последовательном возбуждении, E=0,39(1+2?)U — при параллельном возбуждении, где ? — кпд (по таблице), U — напряжение (В). 
Число проводников обмотки якоря: Nя = 60·a·E / (p·n·Ф?) где а=1—число параллельных ветвей; р— число пар полюсов. Число витков в секции якоря, число эффективных проводников в пазу, шаги обмотки, площадь поперечного сечения паза, заполненного обмоткой, диаметр провода, коэффициент заполнения паза определены на странице
Средняя длина проводника (полувитка) обмотки якоря, см:
при 2p=2 lпв=lя+1,2Dя
при 2p=4 lпв=lя+0,8Dя
Формулы для определения общей длины провода на обмотку, сопротивления обмотки якоря и массы меди провода обмотки приведены на странице.
Число витков на полюс при параллельном возбуждении (последовательное соединение полюсных катушек) ??в=2300U/(piв lв)
где iв=4?8 А/мм2—плотность тока в обмотке возбуждения (большие значения для машин меньшей мощности и с большей частотой вращения);
lв — средняя длина витка полюсной катушки, см (предварительно определяем по старой катушке).
Сечение провода параллельной обмотки возбуждения, мм2 SB=(0,2? 0,4)Sя
где Sя — сечение провода обмотки якоря (число параллельных проводников (nэл = 1) Большие значения числового коэффициента в скобках брать для электродвигателей меньшей мощности.
Число витков на полюс при последовательном возбуждении:
??в=(0,125? 0,5)Nя/(2p)
Меньшие значения числового коэффициента в скобках принимаем для машин большей мощности.
Сечение провода последовательной обмотки возбуждения, мм2 SB=2 Sя
Проверка размещения обмотки возбуждения на полюсе:
число витков по высоте катушки: m=(hk-0,8)/Dв,
где hк — высота катушки, мм, по рисунку выше; Dв — диаметр изолированного провода обмотки возбуждения, мм;
число слоев в катушке m?=?в/m
толщина катушки bk=Dв m? мм
Средняя длина витка полюсной катушки (см) при отъемных полюсах
lср=2(bп+lп+2bк)
где bп — ширина полюса (рисунок выше), см; lп — длина полюса, см;
при не отъемных полюсах lср=bо+bп+2lп+2bк)
где bо— ширина полюсного наконечника по дуге, смотри рисунок выше
Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом (до 75 °С) состоянии, Ом:
rв=p?вlср/(2300Sв)
Ток в параллельной обмотке возбуждения, А: Im=U/rв
Ток якоря электродвигателя (nэл = 1) А: Iя=2Sяi
где i=4?8 А/мм2 — плотность тока в обмотке якоря (большие значения для машин меньшей мощности и с большей частотой вращения).
Отношение тока возбуждения в параллельной обмотке к току якоря: Kв = Iш/Iя. Указанное отношение находится обычно в пределах Kв =0,1?0,2
(большие значения для машин меньшей мощности).
Пример. Рассчитать обмотки якоря и возбуждения электродвигателя постоянного тока при следующих данных:
Dя=3,6 см Lя=Lп=3,6 см bо=3,6 см U=110 В n=4000 об/мин 2p=2 z=13 K=26 r1=2,6 мм r2= 1,1 мм h=5,5 мм Lв=14 см bп=13 мм hк=8 мм охлаждение — естественное, возбуждение — последовательное, режим работы — продолжительный. Условный объем сердечника якоря. Vя=3,62·3,6=46,6 см3 Мощность электродвигателя. P?0,6·55=33 Вт
Индукция в воздушном зазоре Р/п=33/4000=8,3·10-3 Вт/об/мин B?=0,32 Тл (смотри таблицу выше Значение индукции в воздушном зазоре) Магнитный поток в воздушном зазоре Ф?=0,32·3,6·3,6·10-4=4,15·10-4 B?
Эдс якоря электродвигателя: E= 0,33 (1+2·0,5) • 110 = 73 В.
Число проводников обмотки якоря Nя= 60·1·73/(1 • 4000·4,15·10-4)=2640. Число витков в секции якоря ?с?2640/(2·26) ?51.
Уточненное число проводников обмотки якоря Nя =51·2·26 = 2650.
Число эффективных проводников в пазу Nп= 2·51·26/13 = 204
При 2р=2 двигатели постоянного тока выполняются с простой петлевой обмоткой на якоре. Шаги обмотки: Y=Yк=1 Yz=z/2p — ?=13/2 — 1/2=6 Y1=Yz·u=6·28/13=12 Y2=Y1 — 1=12-1=11
Площадь поперечного сечения паза F=1,57(2,62+1,12)+(2,6+1,1)·5,5=32,8 мм2 Периметр паза П=2·3,14·2,6+3,14·1,1+2·5,5=30,8 мм. Площадь поперечного сечения пазовой коробки Fкор=0,25·30,8=7,7 мм2
где bиз = 0,25 мм (один слой лакоткани ЛШС толщиной 0,1 мм и один слой электрокартона толщиной 0,15 мм). Площадь сечения пазового клина и изоляционной прокладки между слоями Fкл?3·2,6=7,8 мм2
Площадь поперечного сечения паза, заполненного обмоткой, Fо= 32,8—7,7—7,8=17,3 мм2
Диаметр изолированного провода D= 0,86 v17,3/(204·1) = 0,245 мм2 Диаметр провода без изоляции (марка ПЭВ-2) d=0,20 мм; D1 = 0,24 мм
(по таблице)
Сечение провода Sя=0,0314 мм2 (по таблице)
Коэффициент заполнения проводниками свободной площади паза Kз=204·0,242/17,3=0,68<0,75
Средняя длина проводника Lпв=3,6+1,2·3,6=7,9 см
Общая длина провода на обмотку L=2650·7,9·1=20900 см Сопротивление обмотки якоря при 20 °С
rя = 20 900 / [5700·0,0314(2·1)2) =29,2 Ом
Масса меди провода обмотки якоря
М = 8,9·20 900·0,0314·10-5=0,058 кг
Число витков обмотки возбуждения на полюс ??в=0,3·2650/2?400
Сечение провода обмотки возбуждения Sв=2·0,0314=0,063 мм2
Диаметр провода без изоляции обмотки возбуждения dв=0,28 мм (по таблице)
сечение провода SB=0,0616
Диаметр провода с изоляцией обмотки возбуждения (марка ПЭВ-2) Dв=0,33 мм
(по таблице)
Проверка размещения обмотки возбуждения на полюсе
m=(8-0,8)/0,33?22 m?=400/22?18 bк=0,33·18=6,0
Средняя длина витка полюсной катушки (для отъемных полюсов)
Lв = 2(1,3+3,6+2·0,6)?12 см.
Ток якоря электродвигателя Iя=2·0,0314·7?0,44 А
Источник: //360dya.ru/elektromotory/kollektornye/raschet-obmotok-dvigatelya-postoyannogo-toka/