تفاوت بین پیچش لاپ و موجی

درون قاب ارماتور، مجموعه‌ای از رساناهای عایق‌بندی شده که در فضاهای این قاب جای گرفته‌اند، به عنوان پیچش ارماتور شناخته می‌شود. این مؤلفه حیاتی مکانی است که تبدیل انرژی صورت می‌گیرد. در یک ژنراتور، پیچش ارماتور به تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی کمک می‌کند. برعکس، در یک موتور الکتریکی، این مؤلفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را امکان‌پذیر می‌سازد و در عملکرد هر دو نوع ماشین الکتریکی نقش محوری دارد.

پیچش ارماتور به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود: پیچش لپ و پیچش موج. یکی از تفاوت‌های بارز بین آنها روش اتصال انتهای پیچ‌ها است. در پیچش لپ، انتهای هر پیچ به قطعات مجاور کمونوتور متصل می‌شود. برعکس، در پیچش موج، انتهای پیچ‌های ارماتور به قطعات کمونوتوری که از یکدیگر دور هستند متصل می‌شوند.

محتوا: مقایسه پیچش لپ و پیچش موج

• جدول مقایسه

• تعریف

• تفاوت‌های کلیدی

جدول مقایسه

تعریف پیچش لپ

در پیچش لپ، پیچ‌های متوالی به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که یکدیگر را پوشش می‌دهند. انتهای پایانی یک پیچ به یک قطعه کمونوتور خاص متصل می‌شود، در حالی که انتهای شروع پیچ بعدی - که تحت تأثیر قطب مغناطیسی مجاور (با قطبیت مخالف) قرار گرفته - نیز به همان قطعه کمونوتور متصل می‌شود. این ساختار یک مسیر موازی ایجاد می‌کند که در آن اتصال هر پیچ "بر می‌گردد" به قطعه کمونوتور مجاور، بنابراین نام "پیچش لپ" را به خود اختصاص می‌دهد. این تنظیم امکان چندین مسیر جریان موازی را فراهم می‌کند و برای کاربردهایی که نیازمند ظرفیت جریان بالا و ولتاژ خروجی پایین هستند مناسب است.

تنظیم پیچش لپ

در پیچش لپ، رساناهای به گونه‌ای با یکدیگر متصل می‌شوند که تعداد مسیرهای موازی (a) با تعداد قطب‌ها (P) در ماشین مطابقت دارد. برای یک ماشین با P قطب و Z رسانه ارماتور، P مسیر موازی وجود دارد که هر کدام شامل Z/P رسانه‌ای به صورت سری متصل شده‌اند. تعداد پین‌های مورد نیاز با تعداد مسیرهای موازی برابر است، که نصف آن‌ها به عنوان ترمینال‌های مثبت و نصف دیگر به عنوان ترمینال‌های منفی عمل می‌کنند.

پیچش لپ به دو زیرگروه تقسیم می‌شود:

• پیچش لپ ساده: دارای a = P است، به معنای اینکه تعداد مسیرهای موازی با تعداد قطب‌ها برابر است.

• پیچش لپ مضاعف: مشخصه a = 2P دارد، که در آن تعداد مسیرهای موازی دو برابر تعداد قطب‌ها است.

تعریف پیچش موج

در پیچش موج، یک انتها از یک پیچ به انتهای شروع پیچ دیگری که قطب مغناطیسی مشابهی دارد متصل می‌شود. این تنظیم یک الگوی مداوم و موج‌مانند ایجاد می‌کند که نام پیچش موج را به خود اختصاص می‌دهد. رساناهای در پیچش موج به دو مسیر موازی تقسیم می‌شوند، هر کدام شامل Z/2 رسانه به صورت سری. بنابراین، پیچش موج فقط نیاز به دو پین - یک مثبت و یک منفی - برای هماهنگی با دو مسیر موازی دارد.

این ساختار پیچش موج را برای کاربردهای ولتاژ بالا و جریان پایین مناسب می‌سازد، زیرا اتصال سری رسانه‌ها ولتاژ القایی کل را افزایش می‌دهد در حالی که جریان را در مسیرهای موازی قابل مدیریت نگه می‌دارد.

تفاوت‌های کلیدی بین پیچش لپ و پیچش موج

ترتیب پیچ‌ها

در پیچش لپ، پیچ‌ها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که هر پیچ به پیچ بعدی بر می‌گردد و الگویی پوششی ایجاد می‌کند. از طرف دیگر، پیچش موج دارای پیچ‌هایی است که به گونه‌ای موج‌مانند متصل شده‌اند و شکلی مداوم و متمایز دارد.

اتصال کمونوتور

در پیچش لپ، انتهای پیچ‌های ارماتور به قطعات کمونوتور مجاور متصل می‌شوند. در مقابل، در پیچش موج، انتهای پیچ‌های ارماتور به قطعات کمونوتوری که از یکدیگر دور هستند متصل می‌شوند و این باعث ایجاد الگوی اتصال الکتریکی متفاوتی می‌شود.

تعداد مسیرهای موازی

پیچش لپ تعداد مسیرهای موازی برابر با تعداد کل قطب‌های ماشین دارد. برای مثال، اگر یک ماشین P قطب داشته باشد، P مسیر موازی خواهد داشت. در پیچش موج، صرف نظر از تعداد قطب‌ها، تعداد مسیرهای موازی همیشه دو عدد است.

نوع اتصال

پیچش لپ به دلیل اتصال موازی پیچ‌های آن، غالباً به عنوان پیچش موازی شناخته می‌شود که امکان چندین مسیر حمل جریان را فراهم می‌کند. برعکس، پیچش موج دارای پیچ‌هایی است که به صورت سری متصل شده‌اند و به نام پیچش سری شناخته می‌شود. این تفاوت در نوع اتصال تاثیر قابل توجهی بر ویژگی‌های الکتریکی دو روش پیچش دارد.

نیروی الکتروموتوری (emf)

نیروی الکتروموتوری تولید شده در پیچش لپ معمولاً کمتر از پیچش موج است. این نتیجه مستقیم تفاوت‌های ساختاری الکتریکی و تعداد رسانه‌های متصل به صورت سری در هر نوع پیچش است.

مؤلفه‌های اضافی مورد نیاز

پیچش لپ معمولاً نیاز به ایکوالایزرها دارد تا کمونوتاسیون بهتر را تسهیل کند، که فرآیند تبدیل جریان متناوب (AC) القایی در پیچ‌ها به جریان مستقیم (DC) در خروجی است. پیچش موج از طرف دیگر نیاز به پیچ‌های دمی دارد تا تعادل مکانیکی به ارماتور اعمال شود و عملکرد هموار ماشین را تضمین کند.

تعداد پین‌ها

تعداد پین‌ها در پیچش لپ برابر با تعداد مسیرهای موازی است، که می‌تواند با تعداد قطب‌ها متفاوت باشد. در پیچش موج، تعداد پین‌ها ثابت است و دو عدد است که متناظر با دو مسیر موازی است.

کارایی

پیچش موج معمولاً کارایی بالاتری نسبت به پیچش لپ دارد. این به دلایلی مانند کمتر بودن تلفات الکتریکی و الگوهای بهینه‌تر جریان در پیچ‌های متصل به صورت سری در پیچش موج است.

زیرگروه‌ها

پیچش لپ زیرگروه‌هایی مانند ساده و مضاعف دارد. در پیچش ساده، تعداد مسیرهای موازی برابر با تعداد قطب‌ها است، در حالی که در پیچش مضاعف، تعداد مسیرهای موازی دو برابر تعداد قطب‌ها است. پیچش موج از طرف دیگر زیرگروه‌هایی مانند پیشرو و پسرو دارد که بر اساس جهت اتصال پیچ‌ها در الگوی موج‌مانند متمایز می‌شوند.

هزینه

هزینه پیچش لپ معمولاً بیشتر از پیچش موج است. این بخاطر این است که پیچش لپ به دلیل ساختار موازی پیچ‌ها و نیاز به اتصالات و مؤلفه‌های اضافی، نیاز به رسانه‌های بیشتری دارد.

کاربرد

پیچش لپ معمولاً در ماشین‌های الکتریکی با ولتاژ پایین و جریان بالا مانند ژنراتورهای DC بزرگ برای شارژ باتری یا برخی از موتورهای ترانسفوری استفاده می‌شود. پیچش موج از طرف دیگر برای ماشین‌های ولتاژ بالا و جریان پایین مانند برخی از ژنراتورهای DC استفاده می‌شود که در سیستم‌های انتقال انرژی به کار می‌روند.

در پیچش موج، پیچ‌های دمی تنها برای ایجاد تعادل مکانیکی به ارماتور اضافه می‌شوند تا عملکرد هموار و پایدار ماشین را تضمین کنند. برخلاف پیچ‌های فعال، پیچ‌های دمی در مدار الکتریکی شرکت نمی‌کنند و بنابراین به کمونوتور متصل نیستند یا در تولید نیروی الکتروموتوری (EMF) دخالت نمی‌کنند. وظیفه اصلی آن‌ها کنترل هر نامتوازنی ناشی از تنظیم پیچش است که معمولاً فضاهای خالی در هسته ارماتور را وقتی تعداد پیچ‌ها با فاصله قطبی همخوانی ندارد، پر می‌کند. با پر کردن این فضاهای خالی با پیچ‌های دمی، تقارن چرخشی ارماتور حفظ می‌شود و ارتعاش و سایش در طول عملکرد کاهش می‌یابد.