Diferència entre l'enrollament a lap i l'enrollament ondulat

L'ensamblatge de conductors aïllats allotjats dins les ranures d'un armatur es coneix com a enrotllament d'armatur. Aquest component crucial serveix com el lloc on es produeix la conversió d'energia. En un generador, l'enrotllament d'armatur facilita la transformació de la potència mecànica en energia elèctrica. Al contrari, en un motor elèctric, permet la conversió de l'energia elèctrica en energia mecànica, jugant un paper clau en el funcionament de les dues màquines elèctriques.

L'enrotllament d'armatur es pot classificar principalment en dos tipus diferents: enrotllament de lap i enrotllament de ones. Una de les diferències més destacades entre ells es troba en el mode de connexió de les extremitats de les bobines. En l'enrotllament de lap, les extremitats de cada bobina estan connectades a segments adjacents del comutador. Al contrari, en l'enrotllament de ones, les extremitats de les bobines d'armatur estan connectades a segments del comutador que estan espaiats entre si.

Contingut: Lap V/S Enrotllament de Ones

• Taula de Comparació

• Definició

• Diferències Clau

Taula de Comparació

Definició de l'Enrotllament de Lap

En l'enrotllament de lap, les bobines consecutives s'ordenen de manera que s'overlapen una amb l'altra. La part final d'una bobina es connecta a un segment específic del comutador, mentre que la part inicial de la següent bobina—posicionada sota l'influència d'un pol magnètic adjacent (de polaritat oposada)—també es connecta al mateix segment del comutador. Aquesta configuració crea una estructura de camins paral·lels, on la connexió de cada bobina "torna" al segment adjacent, d'on ve el nom "enrotllament de lap". Aquesta disposició permet múltiples camins paral·lels de corrent, fent-lo adequat per a aplicacions que requereixen alta capacitat de corrent i baixa sortida de tensió.

Configuració de l'Enrotllament de Lap

En l'enrotllament de lap, els conductors estan interconnectats de manera que el nombre de camins paral·lels (a) correspon al nombre de pols (P) de la màquina. Per a una màquina amb P pols i Z conductors d'armatur, hi haurà P camins paral·lels, cadascun contenant Z/P conductors connectats en sèrie. El nombre de pincles necessaris és igual al nombre de camins paral·lels, amb la meitat dels pincles servint com a terminals positius i l'altra meitat com a terminals negatius.

L'enrotllament de lap es subdivideix en dos subtipus:

• Enrotllament de Lap Simplex: Caracteritzat per a = P, vol dir que el nombre de camins paral·lels és igual al nombre de pols.

• Enrotllament de Lap Duplex: Caracteritzat per a = 2P, on el nombre de camins paral·lels és el doble del nombre de pols.

Definició de l'Enrotllament de Ones

En l'enrotllament de ones, una extrem de la bobina es connecta a l'extrem inicial d'una altra bobina que comparteix la mateixa polaritat magnètica. Aquesta disposició forma un patró continu, ondulat, d'on ve el nom de l'enrotllament. Els conductors en l'enrotllament de ones estan dividits en dos camins paral·lels, cadascun contenant Z/2 conductors en sèrie. Com a conseqüència, l'enrotllament de ones només requereix dos pincles—un positiu i un negatiu—per alinejar-se amb els dos camins paral·lels.

Aquesta configuració fa que l'enrotllament de ones sigui especialment adequat per a aplicacions d'alta tensió i baixa corrent, ja que la connexió en sèrie dels conductors augmenta la tensió induïda total mentre manté una corrent manejable a través dels camins paral·lels.

Diferències Clau Entre l'Enrotllament de Lap i l'Enrotllament de Ones

Disposició de les Bobines

En l'enrotllament de lap, les bobines són configurades de manera que cada bobina torna a la següent, creant un patró superposat. D'altra banda, l'enrotllament de ones presenta bobines connectades en una formació ondulada, donant-li una forma distinta i contínua.

Connexió del Comutador

Per a l'enrotllament de lap, les extremitats de les bobines d'armatur estan connectades a segments adjacents del comutador. En canvi, en l'enrotllament de ones, les extremitats de les bobines d'armatur estan connectades a segments del comutador que estan espaiats entre si, resultant en un patró de connexió elèctrica diferent.

Nombre de Camins Paral·lels

L'enrotllament de lap té el nombre de camins paral·lels igual al nombre total de pols de la màquina. Per exemple, si una màquina té P pols, hi haurà P camins paral·lels. En l'enrotllament de ones, independentment del nombre de pols, el nombre de camins paral·lels és sempre dos.

Tipus de Connexió

L'enrotllament de lap sovint s'anomena enrotllament paral·lel degut a la connexió paral·lela de les seves bobines, que permet múltiples camins de corrent. Al contrari, l'enrotllament de ones té les bobines connectades en sèrie, guanyant-se el nom d'enrotllament en sèrie. Aquesta diferència en el tipus de connexió impacta significativament les característiques elèctriques dels dos mètodes d'enrotllament.

Força Electromotriu (fem)

La fem generada en l'enrotllament de lap és generalment menor comparada amb la de l'enrotllament de ones. Això és un resultat directe de les diferents configuracions elèctriques i el nombre de conductors connectats en sèrie en cada tipus d'enrotllament.

Components Addicionals Requerits

L'enrotllament de lap sovint requereix equilibradors per facilitar una millor commutació, que és el procés de convertir la corrent alternada (CA) induïda en les bobines en corrent contínua (CC) a la sortida. L'enrotllament de ones, en canvi, necessita bobines fictícies per proporcionar equilibri mecànic a l'armatur, assegurant el funcionament suau de la màquina.

Nombre de Pincles

El nombre de pincles en l'enrotllament de lap és igual al nombre de camins paral·lels, el que significa que pot variar depenent del nombre de pols. En l'enrotllament de ones, el nombre de pincles és fix a dos, corresponent als dos camins paral·lels.

Eficiència

L'enrotllament de ones sol presentar una major eficiència comparada amb l'enrotllament de lap. Això és degut a factors com la menor pèrdua elèctrica i patrons de flux de corrent més optimitzats en les bobines connectades en sèrie de l'enrotllament de ones.

Subtipus

L'enrotllament de lap té subtipus com el simplex i el duplex. En l'enrotllament simplex, el nombre de camins paral·lels és igual al nombre de pols, mentre que en l'enrotllament duplex, el nombre de camins paral·lels és el doble del nombre de pols. L'enrotllament de ones, en canvi, té subtipus com el progressiu i el retrogressiu, que es diferencien pel sentit de la connexió de les bobines en el patró ondulat.

Cost

El cost de l'enrotllament de lap és generalment més alt que el de l'enrotllament de ones. Això és principalment degut a que l'enrotllament de lap requereix més conductors a causa de la seva configuració de bobines paral·leles i la necessitat associada de connexions i components addicionals.

Aplicació

L'enrotllament de lap es utilitza comunament en màquines elèctriques de baixa tensió i alta corrent, com grans generadors DC per a la càrrega de bateries o alguns tipus de motors d'atracció elèctrica. L'enrotllament de ones, en canvi, és més adequat per a màquines d'alta tensió i baixa corrent, com certs generadors DC utilitzats en sistemes de transmissió d'energia.

En l'enrotllament de ones, les bobines fictícies s'incorporen únicament per proporcionar equilibri mecànic a l'armatur, assegurant un funcionament suau i estable de la màquina. A diferència de les bobines actives, les bobines fictícies no participen en el circuit elèctric i, per tant, no estan connectades al comutador ni implicades en la generació de força electromotriu (FEM). La seva funció principal és contrarestar qualsevol desequilibri causat per la disposició de l'enrotllament, que típicament deixa ranures buides en el nucli de l'armatur quan el nombre de bobines no s'ajusta perfectament amb el passa de pol. Omplint aquestes ranures amb bobines fictícies, es manté la simetria rotacional de l'armatur, minimitzant la vibració i l'ús durant el funcionament.