Cosa è un Fattore di Estensione dell'Avvolgimento?

Definizione e caratteristiche del fattore di span della spira (fattore di passo) Definizione del fattore di passo (Kₙ)

Il fattore di span della spira (noto anche come fattore di accordatura) Kₙ è definito come il rapporto tra la tensione indotta in una spira a passo corto e quella in una spira a passo pieno. La distanza tra i due lati di una spira è chiamata span della spira, che è caratterizzata dal suo angolo elettrico per indicare il grado di accorciamento del passo.

Significato fisico del passo del polo

La distanza angolare tra le linee centrali di poli adiacenti è chiamata passo del polo, che è sempre uguale a 180 gradi elettrici indipendentemente dal numero di poli nella macchina. Una spira con un span di 180 gradi elettrici è chiamata spira a passo pieno, come illustrato nella figura sottostante:

Caratteristiche delle spire a passo corto

Una spira con uno span inferiore a 180 gradi elettrici è chiamata spira a passo corto (o spira a passo frazionario), nota anche come spira accordata. La configurazione della spira a passo corto è illustrata nella figura sottostante:

Avvolgimento accordato e calcolo dello span della spira

Un avvolgimento statorico che utilizza spire a passo frazionario è chiamato avvolgimento accordato. Se lo span della spira viene ridotto di un angolo elettrico α, lo span effettivo diventa (180 – α) gradi elettrici.

Per una spira a passo pieno, la distanza tra i due lati della spira è esattamente uguale al passo del polo di 180° elettrici, assicurando che le tensioni indotte in ciascun lato della spira siano in fase. Siano E_C1 e E_C2 le tensioni generate nei lati della spira, con E_C come tensione risultante della spira. La relazione è espressa dall'equazione:

Poiché E_C1 e E_C2 sono in fase, la tensione risultante della spira E_C è uguale alla somma aritmetica delle due tensioni.

Quindi,

Analisi fasiologica delle spire a passo corto

Quando lo span della spira di una singola spira è inferiore ai 180° del passo del polo elettrico, le tensioni indotte in ciascun lato della spira E_C1 e E_C2 presentano una differenza di fase. La tensione risultante della spira E_C è la somma fasiologica di E_C1 e E_C2.

Se lo span della spira viene ridotto di un angolo elettrico α, lo span effettivo diventa (180 – α) gradi. Di conseguenza, E_C1 e E_C2 saranno fuori fase di α gradi. Come mostrato nel diagramma fasiologico sopra, la somma fasiologica EC corrisponde al vettore AC.

Il fattore di span della spira Kc è espresso come:

Caratteristiche e vantaggi del fattore di passo (Kₙ) degli avvolgimenti a passo corto Relazione tra il fattore di passo e lo span della spira
Relazione tra il fattore di passo e lo span della spira

• Spira a passo pieno: Quando α = 0°, cos(α/2) = 1, quindi Kₙ = 1.

• Spira a passo corto: Kₙ < 1, indicando che l'accorciamento del passo riduce l'ampiezza della tensione indotta.

Vantaggi tecnici delle spire a passo corto (avvolgimenti accordati)

• Ottimizzazione dei costi del materiale: Riduce la lunghezza delle estremità dell'avvolgimento, diminuendo l'uso del materiale conduttore e i costi di produzione.

• Miglioramento della qualità del segnale: Riduce la distorsione armonica, rendendo l'EMF indotto più vicino a una sinusoide e migliorando la qualità dell'energia.