Разлика между обикновено и вълнолинейно оплитане

Монтаж изолирани проводници, разположени в пазите на арматура, се нарича арматурно опъкване. Този важен компонент служи като място, където се осъществява преобразуването на енергията. В генератора арматурното опъкване облекчава превръщането на механична енергия в електрическа енергия. Обратно, в електрическия мотор то позволява преобразуването на електрическа енергия в механична, като играе ключова роля в функционирането на двете електрически машини.

Арматурното опъкване може основно да бъде класифицирано в два различни типа: лентово опъкване и вълново опъкване. Едно от най-изразителните различия между тях се намира в начин на свързване на крайните точки на спойките. При лентовото опъкване, крайните точки на всеки спойка са свързани с съседни комутаторни сегменти. Обратно, при вълновото опъкване, крайните точки на арматурните спойки са свързани с комутаторни сегменти, които са разделени един от друг.

Съдържание: Лентово опъкване vs Вълново опъкване

• Таблица за сравнение

• Дефиниция

• Основни различия

Таблица за сравнение

Дефиниция на лентовото опъкване

При лентовото опъкване, последователните спойки са подредени така, че да се наслаят една върху друга. Крайната точка на една спойка се свързва с конкретен комутаторен сегмент, докато началната точка на следващата спойка - поставена под влияние на съседен магнитен пол (с противоположна полярност) - също се свързва със същия комутаторен сегмент. Тази конфигурация създава паралелна пътна структура, където връзката на всяка спойка "се връща" към съседния сегмент, откъдето идва името "лентово опъкване". Тази конфигурация позволява множество паралелни пътища за тока, правейки я подходяща за приложения, изискващи висока капацитет на ток и ниско напрежение.

Конфигурация на лентовото опъкване

При лентовото опъкване, проводниците са свързани така, че броят на паралелните пътища (a) съответства на броя на полюсите (P) в машината. За машина с P полюса и Z арматурни проводници, ще има P паралелни пътя, всеки от които съдържа Z/P проводника, свързани поред. Броят на необходимите щетки е равен на броя на паралелните пътища, с половината от щетките като положителни терминали и другата половина като отрицателни терминали.

Лентовото опъкване е допълнително класифицирано в два подтипа:

• Еднослойно лентово опъкване: Има a = P, което означава, че броят на паралелните пътища е равен на броя на полюсите.

• Двуслойно лентово опъкване: Характеризирано от a = 2P, където броят на паралелните пътища е два пъти повече от броя на полюсите.

Дефиниция на вълновото опъкване

При вълновото опъкване, единият край на спойка се свързва с началния край на друга спойка, която споделя същата магнитна полярност. Тази конфигурация формира непрекъснат, вълнообразен модел, давайки на опъкването неговото име. Проводниците във вълновото опъкване са разделени на два паралелни пътя, всеки от които съдържа Z/2 проводника, свързани поред. Следователно, вълновото опъкване изисква само две щетки - една положителна и една отрицателна - за да се подредят с двата паралелни пътя.

Тази конфигурация прави вълновото опъкване особено подходящо за приложения с високо напрежение и нисък ток, тъй като сериеното свързване на проводниците увеличава общата индуцирана електродвижеща сила, докато се поддържа управляем ток през паралелните пътища.

Основни различия между лентовото и вълновото опъкване

Подредба на спойките

При лентовото опъкване, спойките са конфигурирани така, че всяка спойка се връща към следващата, създавайки наслаящ се модел. От друга страна, вълновото опъкване има спойки, свързани във вълнообразен модел, давайки му уникален и непрекъснат вид.

Връзка на комутатора

При лентовото опъкване, крайните точки на арматурните спойки са свързани със съседни комутаторни сегменти. В сравнение, при вълновото опъкване, крайните точки на арматурните спойки са прикрепени към комутаторни сегменти, които са разделени един от друг, водещ до различен електрически модел на връзка.

Брой на паралелните пътища

Лентовото опъкване има брой на паралелните пътища, равен на общия брой на полюсите на машината. Например, ако машина има P полюса, ще има P паралелни пътя. При вълновото опъкване, независимо от броя на полюсите, броят на паралелните пътища винаги е два.

Тип на връзката

Лентовото опъкване често се нарича паралелно опъкване, поради паралелната връзка на своите спойки, което позволява множество пътища за тока. Напротив, вълновото опъкване има спойки, свързани поред, получавайки името сериено опъкване. Това различие в тип на връзката значително влияе на електрическите характеристики на двете методи за опъкване.

Електродвижеща сила (ЕДС)

ЕДС, генерирана при лентовото опъкване, обикновено е по-ниска в сравнение с тази при вълновото опъкване. Това е пряк резултат от различните електрически конфигурации и броя на серийно свързаните проводници във всяка от двете вида опъкване.

Допълнителни компоненти, необходими

Лентовото опъкване често изисква еквалайзери, за да облекчат по-добро комутиране, което е процесът на преобразуване на индуцираната в спойките алтернативна тока (AC) в директен ток (DC) на изхода. Напротив, вълновото опъкване изисква фиктивни спойки, за да предоставят механичен баланс на арматурата, гарантиращ плавно функциониране на машината.

Брой на щетките

Броят на щетките при лентовото опъкване е равен на броя на паралелните пътища, което означава, че може да варира в зависимост от броя на полюсите. При вълновото опъкване, броят на щетките е фиксиран на две, съответстващи на двата паралелни пътя.

Ефективност

Вълновото опъкване обикновено показва по-висока ефективност в сравнение с лентовото опъкване. Това е поради фактори като по-ниски електрически загуби и по-оптимизирани модели на потока на тока в серийно свързаните спойки на вълновото опъкване.

Подвидове

Лентовото опъкване има подвидове като еднослойно и двуслойно. При еднослойното опъкване, броят на паралелните пътища е равен на броя на полюсите, докато при двуслойното опъкване, броят на паралелните пътища е два пъти повече от броя на полюсите. Вълновото опъкване, от друга страна, има подвидове като прогресивно и регресивно, които се различават по посоката на връзката на спойките във вълнообразния модел.

Цена

Цената на лентовото опъкване обикновено е по-висока от цената на вълновото опъкване. Това е главно заради факта, че лентовото опъкване изисква повече проводници, поради неговата паралелна конфигурация на спойките и съпътстващата необходимост от допълнителни връзки и компоненти.

Применение

Лентовото опъкване се използва обикновено в електрически машини с ниско напрежение и висок ток, като големи DC генератори за зареждане на батерии или някои видове електрически тракционни мотори. Вълновото опъкване, от друга страна, е по-подходящо за машини с високо напрежение и нисък ток, като някои DC генератори, използвани в системи за передаване на енергия.

При вълновото опъкване, фиктивните спойки се включват единствено, за да предоставят механичен баланс на арматурата, гарантиращ плавно и стабилно функциониране на машината. В отличие от активните спойки, фиктивните спойки не участват в електрическата верига и не са свързани с комутатора или участват в генерирането на електродвижеща сила (ЕДС). Их основна функция е да противодействат на всякакво несъответствие, причинено от конфигурацията на опъкването, която обикновено оставя неползвани пази в арматурното ядро, когато броят на спойките не съответства точно на полюсното разстояние. Чрез запълването на тези пази с фиктивни спойки, се поддържа ротационната симетрия на арматурата, минимизирайки вибрациите и износването по време на функционирането.