Rozdíl mezi lap a wave závit

Sestava izolovaných vodičů umístěných ve složkách armatury se nazývá armaturné vinutí. Tento klíčový komponent slouží jako místo, kde probíhá převod energie. V generátoru armaturné vinutí umožňuje transformaci mechanické energie na elektrickou energii. Naopak, u elektrického motoru umožňuje převod elektrické energie na mechanickou energii, čímž hraje zásadní roli v fungování obou typů elektrických strojů.

Amaturní vinutí lze hlavně rozdělit do dvou odlišných typů: lapové vinutí a vlnové vinutí. Jedním z nejvýraznějších rozdílů mezi nimi je způsob spojení konců cívek. U lapového vinutí jsou konce každé cívky propojeny s sousedními segmenty komutátoru. Naopak, u vlnového vinutí jsou konce cívek armatury spojeny s segmenty komutátoru, které jsou od sebe odděleny.

Obsah: Lapové vs. Vlnové Vinutí

• Porovnávací Tabulka

• Definice

• Klíčové Rozdíly

Porovnávací Tabulka

Definice Lapového Vinutí

U lapového vinutí jsou po sobě jdoucí cívky uspořádány tak, že se překrývají. Koncový konec jedné cívky je spojen s určitým segmentem komutátoru, zatímco počáteční konec další cívky, umístěné pod vlivem sousedního magnetického pólu (oproti polárnosti), je také spojen se stejným segmentem komutátoru. Tato konfigurace vytváří paralelní cestovou strukturu, kde každé spojení cívky "lapuje" zpět na sousední segment, odkud pochází název "lapové vinutí". Toto uspořádání umožňuje mnoho paralelních cest pro proud, což ho činí vhodným pro aplikace vyžadující vysokou kapacitu proudu a nízký výstupní napětí.

Konfigurace Lapového Vinutí

V lapovém vinutí jsou vodiče vzájemně propojeny tak, aby počet paralelních cest (a) odpovídal počtu pólů (P) v stroji. Pro stroj s P póly a Z armaturními vodiči bude existovat P paralelních cest, každá obsahující Z/P vodičů spojených v sérii. Počet štětek potřebných odpovídá počtu paralelních cest, s polovinou štětek sloužících jako pozitivní terminály a druhou polovinou jako negativní terminály.

Lapové vinutí lze dále rozdělit do dvou podtypů:

• Jednoduché Lapové Vinutí: Má a = P, což znamená, že počet paralelních cest odpovídá počtu pólů.

• Dvojité Lapové Vinutí: Charakterizované a = 2P, kde počet paralelních cest je dvojnásobkem počtu pólů.

Definice Vlnového Vinutí

U vlnového vinutí je jeden konec cívky spojen s počátečním koncem jiné cívky, která má stejnou magnetickou polaritu. Toto uspořádání vytváří kontinuální, vlnovitý vzor, který vinutí pojmenoval. Vodiče v vlnovém vinutí jsou rozděleny do dvou paralelních cest, každá obsahující Z/2 vodičů spojených v sérii. Proto vlnové vinutí vyžaduje pouze dvě štětky – jednu pozitivní a jednu negativní – aby byly v souladu s dvěma paralelními cestami.

Tato konfigurace dělá vlnové vinutí obzvláště vhodným pro aplikace s vysokým napětím a nízkým proudem, protože sériové spojení vodičů zvyšuje celkové indukované napětí, zatímco udržuje spravovatelný proud skrze paralelní cesty.

Klíčové Rozdíly Mezi Lapovým a Vlnovým Vinutím

Uspořádání Cívek

U lapového vinutí jsou cívky uspořádány tak, že každá cívka překrývá následující, vytvářející překrývající vzor. Na druhé straně, vlnové vinutí má cívky spojené v vlnovité formě, což mu dává charakteristický a kontinuální tvar.

Spojení Komutátoru

U lapového vinutí jsou konce armaturních cívek spojeny s sousedními segmenty komutátoru. Naopak, u vlnového vinutí jsou konce armaturních cívek připojeny k segmentům komutátoru, které jsou od sebe odstupněny, což vede k odlišnému elektrickému spojení.

Počet Paralelních Cest

Lapové vinutí má počet paralelních cest rovný celkovému počtu pólů stroje. Například, pokud má stroj P pólů, bude existovat P paralelních cest. U vlnového vinutí, bez ohledu na počet pólů, je počet paralelních cest vždy dva.

Typ Spojení

Lapové vinutí je často označováno jako paralelní vinutí kvůli paralelnímu spojení jeho cívek, což umožňuje mnoho cest pro proud. Naopak, vlnové vinutí má cívky spojené v sérii, což mu dává název sériové vinutí. Tento rozdíl v typu spojení zásadně ovlivňuje elektrické vlastnosti obou metod vinutí.

Elektromotorická Síla (EMF)

EMF vygenerovaná v lapovém vinutí je obecně nižší než EMF v vlnovém vinutí. Je to přímý výsledek různých elektrických konfigurací a počtu sériově spojených vodičů v každém typu vinutí.

Dodatečné Komponenty Vyžadované

Lapové vinutí často vyžaduje vyrovnávací prvky pro lepší komutaci, což je proces převodu střídavého proudu (AC) indukovaného v cívkách na stejnosměrný proud (DC) na výstupu. Naopak, vlnové vinutí potřebuje falešné cívky pro poskytnutí mechanické rovnováhy armatuře, což zajišťuje hladké fungování stroje.

Počet Štětek

Počet štětek v lapovém vinutí je roven počtu paralelních cest, což znamená, že může kolísat v závislosti na počtu pólů. U vlnového vinutí je počet štětek pevně stanoven na dvě, což odpovídá dvěma paralelním cestám.

Efektivita

Vlnové vinutí obvykle ukazuje vyšší efektivitu než lapové vinutí. Je to způsobeno faktory, jako jsou nižší elektrostatické ztráty a více optimalizované vzory proudů v sériově spojených cívkách vlnového vinutí.

Podtypy

Lapové vinutí má podtypy, jako jsou jednoduché a dvojité. U jednoduchého vinutí je počet paralelních cest roven počtu pólů, zatímco u dvojitého vinutí je počet paralelních cest dvojnásobkem počtu pólů. Vlnové vinutí, naopak, má podtypy, jako jsou postupné a opačné, které jsou rozlišeny směrem spojení cívek v vlnovitém vzoru.

Náklady

Náklady na lapové vinutí jsou obecně vyšší než na vlnové vinutí. Je to především z důvodu, že lapové vinutí vyžaduje více vodičů kvůli své paralelní konfiguraci cívek a související potřeby dodatečných spojů a komponentů.

Aplikace

Lapové vinutí se běžně používá v elektrických strojích s nízkým napětím a vysokým proudem, jako jsou velké DC generátory pro nabíjení baterií nebo některé typy elektrických trakčních motorů. Naopak, vlnové vinutí je vhodnější pro stroje s vysokým napětím a nízkým proudem, jako jsou některé DC generátory používané v systémech přenosu energie.

V vlnovém vinutí jsou falešné cívky začleněny pouze pro poskytnutí mechanické rovnováhy armatuře, což zajišťuje hladké a stabilní fungování stroje. Na rozdíl od aktivních cívek, falešné cívky neúčastní se elektrického obvodu a nejsou tedy spojeny s komutátorem ani nehrávají roli v generování elektromotorické síly (EMF). Jejich hlavní funkce je vyrovnat jakékoli nerovnováhy způsobené uspořádáním vinutí, které obvykle nechává nepoužité složky v jádře armatury, když počet cívek není dokonale shodný s pólovým krokem. Náplňováním těchto složek falešnými cívkami se udržuje rotacionální symetrie armatury, což minimalizuje vibrace a opotřebení během provozu.