Η συναρμολόγηση απομονωμένων ηλεκτροδιαγωγών που είναι τοποθετημένες μέσα στις θέσεις ενός αρματούρα ονομάζεται αντικύκλωμα αρματούρα. Αυτό το βασικό στοιχείο λειτουργεί ως το σημείο όπου συμβαίνει η μετατροπή ενέργειας. Σε έναν γεννήτρια, το αντίκυκλωμα αρματούρα εξυπηρετεί την μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Αντίθετα, σε έναν ηλεκτρικό κινητήρα, επιτρέπει την μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, διαδραματίζοντας έτσι καίριο ρόλο στη λειτουργία και των δύο ηλεκτρικών μηχανών.
Το αντίκυκλωμα αρματούρα μπορεί να χωριστεί κυρίως σε δύο διαφορετικούς τύπους: αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού και αντίκυκλωμα κύματος. Μία από τις πιο ορατές διαφορές μεταξύ τους βρίσκεται στην τρόπο σύνδεσης των άκρων των στροφών. Στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού, τα άκρα κάθε στροφής συνδέονται με γειτονικά τμήματα του αντιστροφέα. Αντίθετα, στο αντίκυκλωμα κύματος, τα άκρα των στροφών της αρματούρα συνδέονται με τμήματα του αντιστροφέα που είναι αποστημένα το ένα από το άλλο.
Περιεχόμενο: Περιτριγυρισμός Κατά Κύμα
Χάρτης Σύγκρισης
Ορισμός
Κύριες Διαφορές
Χάρτης Σύγκρισης
Ορισμός του Αντίκυκλωματος Περιτριγυρισμού
Στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού, συνεχόμενες στροφές τοποθετούνται έτσι ώστε να επικαλύπτονται η μία την άλλη. Το τέλος ενός κύκλου συνδέεται με ένα συγκεκριμένο τμήμα του αντιστροφέα, ενώ το αρχικό τέλος του επόμενου κύκλου, τοποθετημένο υπό την επιρροή ενός γειτονικού μαγνητικού πόλου (του αντίθετου πολικού), συνδέεται επίσης με το ίδιο τμήμα του αντιστροφέα. Αυτή η διάταξη δημιουργεί μια δομή παράλληλων διαδρομών, όπου η σύνδεση κάθε κύκλου "περιτριγυρίζει" προς το γειτονικό τμήμα, από όπου προέρχεται και το όνομα "αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού". Αυτή η διάταξη επιτρέπει πολλαπλές παράλληλες διαδρομές ρεύματος, κάνοντάς την κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν μεγάλη ισχύ ρεύματος και χαμηλή έξοδο τάσης.
Διάταξη του Αντίκυκλωματος Περιτριγυρισμού
Στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού, οι διαγωγοί είναι συνδεδεμένοι έτσι ώστε το πλήθος των παράλληλων διαδρομών (a) να αντιστοιχεί στο πλήθος των πόλων (P) του μηχανήματος. Για ένα μηχάνημα με P πόλους και Z διαγωγούς αρματούρα, θα υπάρχουν P παράλληλες διαδρομές, καθεμία από τις οποίες θα περιέχει Z/P διαγωγούς συνδεδεμένες σε σειρά. Το πλήθος των φέργουλων που απαιτούνται ισούται με το πλήθος των παράλληλων διαδρομών, με το μισό των φέργουλων να λειτουργούν ως θετικές εισόδους και το άλλο μισό ως αρνητικές εισόδους.
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού χωρίζεται περαιτέρω σε δύο υποτύπους:
Απλοϊκό Αντίκυκλωμα Περιτριγυρισμού: Χαρακτηρίζεται από a = P, δηλαδή το πλήθος των παράλληλων διαδρομών ισούται με το πλήθος των πόλων.
Διπλασιασμένο Αντίκυκλωμα Περιτριγυρισμού: Χαρακτηρίζεται από a = 2P, όπου το πλήθος των παράλληλων διαδρομών είναι διπλάσιο του πλήθους των πόλων.
Ορισμός του Αντίκυκλωματος Κύματος
Στο αντίκυκλωμα κύματος, ένα άκρο μιας στροφής συνδέεται με το αρχικό άκρο μιας άλλης στροφής που μοιράζεται την ίδια μαγνητική πολικότητα. Αυτή η διάταξη δημιουργεί ένα συνεχές, κυματόειδες μοτίβο, δίνοντας το όνομα στο αντίκυκλωμα. Οι διαγωγοί στο αντίκυκλωμα κύματος χωρίζονται σε δύο παράλληλες διαδρομές, καθεμία από τις οποίες περιέχει Z/2 διαγωγούς σε σειρά. Συνεπώς, το αντίκυκλωμα κύματος απαιτεί μόνο δύο φέργουλα - ένα θετικό και ένα αρνητικό - για να συμβαδίσει με τις δύο παράλληλες διαδρομές.
Αυτή η διάταξη κάνει το αντίκυκλωμα κύματος ιδιαίτερα κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής τάσης και χαμηλού ρεύματος, καθώς η σειριακή σύνδεση των διαγωγών αυξάνει την συνολική επενδυτική δύναμη ενώ διατηρεί μια διαχειρίσιμη ροή ρεύματος μέσω των παράλληλων διαδρομών.
Κύριες Διαφορές Μεταξύ Αντίκυκλωματος Περιτριγυρισμού και Κύματος
Διάταξη Στροφών
Στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού, οι στροφές διατίθενται έτσι ώστε κάθε στροφή να περιτριγυρίζει στην επόμενη, δημιουργώντας ένα επικαλυπτόμενο μοτίβο. Από την άλλη πλευρά, το αντίκυκλωμα κύματος έχει στροφές συνδεδεμένες σε ένα κυματόειδες σχημα, δίνοντας του ένα διαφορετικό και συνεχές σχήμα.
Σύνδεση Αντιστροφέα
Για το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού, τα άκρα των στροφών της αρματούρα συνδέονται με γειτονικά τμήματα του αντιστροφέα. Αντίθετα, στο αντίκυκλωμα κύματος, τα άκρα των στροφών της αρματούρα είναι συνδεδεμένα με τμήματα του αντιστροφέα που είναι αποστημένα το ένα από το άλλο, οδηγώντας σε ένα διαφορετικό ηλεκτρικό σχήμα σύνδεσης.
Πλήθος Παράλληλων Διαδρομών
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού έχει το πλήθος των παράλληλων διαδρομών ίσο με το συνολικό πλήθος των πόλων του μηχανήματος. Για παράδειγμα, αν ένα μηχάνημα έχει P πόλους, θα υπάρχουν P παράλληλες διαδρομές. Στο αντίκυκλωμα κύματος, ανεξάρτητα από το πλήθος των πόλων, το πλήθος των παράλληλων διαδρομών είναι πάντα δύο.
Τύπος Σύνδεσης
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού αναφέρεται συχνά ως παράλληλο αντίκυκλωμα λόγω της παράλληλης σύνδεσης των στροφών, η οποία επιτρέπει πολλαπλές διαδρομές ρεύματος. Αντίθετα, το αντίκυκλωμα κύματος έχει στροφές συνδεδεμένες σε σειρά, για το οποίο το όνομα είναι σειριακό αντίκυκλωμα. Αυτή η διαφορά στον τύπο σύνδεσης επηρεάζει σημαντικά τις ηλεκτρικές ιδιότητες των δύο μεθόδων αντίκυκλωματος.
Ηλεκτροκινητική Δύναμη (emf)
Η emf που παράγεται στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού είναι συνήθως χαμηλότερη σε σύγκριση με το αντίκυκλωμα κύματος. Αυτό είναι άμεσο αποτέλεσμα των διαφορετικών ηλεκτρικών διατάξεων και του πλήθους των σειριακά συνδεδεμένων διαγωγών σε κάθε τύπο αντίκυκλωματος.
Πρόσθετα Συστατικά Απαιτούμενα
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού συχνά απαιτεί ισοπεδωτικά για να εξασφαλίσει καλύτερη αντίστροφη, η οποία είναι ο προσανατολισμός της εναλλασσόμενης τάσης (AC) που παράγεται στις στροφές σε ορθοδόνη τάση (DC) στην έξοδο. Το αντίκυκλωμα κύματος, από την άλλη, χρειάζεται διαφορετικές στροφές για να παρέχουν μηχανική ισορροπία στην αρματούρα, εξασφαλίζοντας ομαλή λειτουργία του μηχανήματος.
Πλήθος Φέργουλων
Το πλήθος των φέργουλων στο αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού είναι ίσο με το πλήθος των παράλληλων διαδρομών, γεγονός που σημαίνει ότι μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το πλήθος των πόλων. Στο αντίκυκλωμα κύματος, το πλήθος των φέργουλων είναι σταθερό και ισούται με δύο, αντιστοιχώντας στις δύο παράλληλες διαδρομές.
Αποδοτικότητα
Το αντίκυκλωμα κύματος συνήθως εμφανίζει υψηλότερη αποδοτικότητα σε σύγκριση με το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες όπως χαμηλότερες ηλεκτρικές απώλειες και πιο βελτιστοποιημένες ροές ρεύματος στις σειριακά συνδεδεμένες στροφές του αντίκυκλωμα κύματος.
Υποτύπους
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού έχει υποτύπους όπως το απλοϊκό και το διπλασιασμένο. Στο απλοϊκό αντίκυκλωμα, το πλήθος των παράλληλων διαδρομών είναι ίσο με το πλήθος των πόλων, ενώ στο διπλασιασμένο αντίκυκλωμα, το πλήθος των παράλληλων διαδρομών είναι διπλάσιο του πλήθους των πόλων. Το αντίκυκλωμα κύματος, αντίθετα, έχει υποτύπους όπως το προοδευτικό και το επιστρεφόμενο, οι οποίοι διαφέρουν με βάση την κατεύθυνση σύνδεσης των στροφών στο κυματόειδες μοτίβο.
Κόστος
Το κόστος του αντίκυκλωματος περιτριγυρισμού είναι συνήθως υψηλότερο από το αντίκυκλωμα κύματος. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού απαιτεί περισσότερους διαγωγούς λόγω της παράλληλης διάταξης των στροφών και της συνακόλουθης ανάγκης για πρόσθετες συνδέσεις και συστατικά.
Εφαρμογή
Το αντίκυκλωμα περιτριγυρισμού χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλεκτρικά μηχανήματα χαμηλής τάσης και υψηλού ρεύματος, όπως μεγάλοι γεννήτριες DC για φόρτιση μπαταριών ή κάποια είδη ηλεκτρικών κινητήρων τροχιάς. Το αντίκυκλωμα κύματος, από την άλλη, είναι πιο κατάλληλο για μηχανήματα υψηλής τάσης και χαμηλού ρεύματος, όπως κάποιοι γεννήτριες DC που χρησιμοποιούνται σε συστήματα μεταφοράς ενέργειας.
Στο αντίκυκλωμα κύματος, οι διαφορετικές στροφές ενσωματώνονται μόνο για να παρέχουν μηχανική ισορροπία στην αρματούρα, εξ