تفاوت بین پیچش لپ و پیچش موج

آرایش سیم‌های عایق‌دار در داخل فضاهای ارموار به نام پیچک ارموار شناخته می‌شود. این مولفه کلیدی محل تبدیل انرژی است. در ژنراتور، پیچک ارموار تسهیلگر تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. برعکس، در موتور الکتریکی، این پیچک امکان تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را فراهم می‌کند و بنابراین نقش محوری در عملکرد هر دو نوع دستگاه الکتریکی دارد.

پیچک ارموار می‌تواند به دو نوع اصلی تقسیم‌بندی شود: پیچک لپ و پیچک موجی. یکی از تفاوت‌های برجسته بین آنها در حالت اتصال انتهایی پیچ‌ها قرار دارد. در پیچک لپ، انتهای هر پیچ به قطعات مجاور کمونوتور متصل می‌شود. برعکس، در پیچک موجی، انتهای پیچ‌های ارموار به قطعات کمونوتوری که از یکدیگر فاصله دارند متصل می‌شوند.

محتوا: پیچک لپ در مقابل پیچک موجی

• جدول مقایسه

• تعریف

• تفاوت‌های کلیدی

جدول مقایسه

تعریف پیچک لپ

در پیچک لپ، پیچ‌های متوالی به گونه‌ای آرایش می‌شوند که بر یکدیگر تکیه می‌کنند. انتها از یک پیچ به یک قطعه خاص کمونوتور متصل می‌شود، در حالی که ابتدا از پیچ بعدی - که تحت تأثیر قطب مغناطیسی مجاور (با قطبیت مخالف) قرار گرفته - نیز به همان قطعه کمونوتور متصل می‌شود. این تنظیمات یک ساختار مسیر موازی ایجاد می‌کند که در آن اتصال هر پیچ به قطعه مجاور باز می‌گردد، بنابراین نام "پیچک لپ" را به خود اختصاص می‌دهد. این آرایش امکان ایجاد چندین مسیر جریان موازی را فراهم می‌کند که برای کاربردهایی که نیاز به ظرفیت جریان بالا و ولتاژ خروجی پایین دارند مناسب است.

تنظیم پیچک لپ

در پیچک لپ، هادی‌ها به گونه‌ای با هم اتصال پیدا می‌کنند که تعداد مسیرهای موازی (a) برابر با تعداد قطب‌ها (P) در دستگاه است. برای یک دستگاه با P قطب و Z هادی ارموار، P مسیر موازی وجود دارد که هر کدام شامل Z/P هادی متصل به سری هستند. تعداد برس‌های مورد نیاز برابر با تعداد مسیرهای موازی است، با نیمی از برس‌ها به عنوان ترمینال‌های مثبت و نیمی دیگر به عنوان ترمینال‌های منفی عمل می‌کنند.

پیچک لپ به دو زیرگروه تقسیم‌بندی می‌شود:

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

• پیچک لپ دوگانه: مشخصه a = 2P دارد، به معنای تعداد مسیرهای موازی دو برابر تعداد قطب‌ها.

تعریف پیچک موجی

در پیچک موجی، یک انتها از یک پیچ به ابتدای پیچ دیگری که همان قطب مغناطیسی را دارد متصل می‌شود. این تنظیم یک الگوی موجی پیوسته ایجاد می‌کند که به پیچک نام موجی را می‌دهد. هادی‌ها در پیچک موجی به دو مسیر موازی تقسیم می‌شوند که هر کدام شامل Z/2 هادی متصل به سری هستند. بنابراین، پیچک موجی فقط نیاز به دو برس - یک مثبت و یک منفی - برای هماهنگی با دو مسیر موازی دارد.

این تنظیم پیچک موجی را برای کاربردهای ولتاژ بالا و جریان پایین خصوصاً مناسب می‌کند، زیرا اتصال سری هادی‌ها ولتاژ القایی کل را افزایش می‌دهد در حالی که جریان را از طریق مسیرهای موازی قابل مدیریت نگه می‌دارد.

تفاوت‌های کلیدی بین پیچک لپ و پیچک موجی

ترتیب پیچ‌ها

در پیچک لپ، پیچ‌ها به گونه‌ای تنظیم می‌شوند که هر پیچ بر پیچ بعدی تکیه می‌کند و الگویی همپوشانی ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، پیچک موجی پیچ‌هایی دارد که به شکل موجی به هم متصل شده‌اند و شکل متمایز و پیوسته‌ای دارند.

اتصال کمونوتور

در پیچک لپ، انتهای پیچ‌های ارموار به قطعات کمونوتور مجاور متصل می‌شوند. در مقابل، در پیچک موجی، انتهای پیچ‌های ارموار به قطعات کمونوتوری که از یکدیگر فاصله دارند متصل می‌شوند که نتیجه می‌دهد الگوی اتصال الکتریکی متفاوتی را ایجاد کند.

تعداد مسیرهای موازی

پیچک لپ تعداد مسیرهای موازی برابر با تعداد قطب‌های کل دستگاه دارد. به عنوان مثال، اگر یک دستگاه P قطب داشته باشد، P مسیر موازی خواهد داشت. در پیچک موجی، صرف نظر از تعداد قطب‌ها، تعداد مسیرهای موازی همیشه دو تا است.

نوع اتصال

پیچک لپ به دلیل اتصال موازی پیچ‌های خود که امکان ایجاد چندین مسیر حمل جریان را فراهم می‌کند، اغلب به عنوان پیچک موازی شناخته می‌شود. برعکس، پیچک موجی پیچ‌هایی دارد که به سری متصل شده‌اند و به همین دلیل نام پیچک سری را به خود اختصاص می‌دهد. این تفاوت در نوع اتصال تأثیر قابل توجهی بر مشخصات الکتریکی دو روش پیچک دارد.

نیروی الکتروموتوری (emf)

نیروی الکتروموتوری تولید شده در پیچک لپ عموماً کمتر از پیچک موجی است. این نتیجه مستقیم از تفاوت‌های مختلف در تنظیمات الکتریکی و تعداد هادی‌های متصل به سری در هر نوع پیچک است.

اجزای اضافی مورد نیاز

پیچک لپ اغلب نیاز به ایزوگرها دارد تا به بهترین نحو کمونوتاسیون را تسهیل کند، که این فرآیند تبدیل جریان متناوب (AC) القایی در پیچ‌ها به جریان مستقیم (DC) در خروجی است. پیچک موجی از سوی دیگر، نیاز به پیچ‌های دامی دارد تا تعادل مکانیکی به ارموار ایجاد کند و عملکرد هموار دستگاه را تضمین کند.

تعداد برس‌ها

تعداد برس‌ها در پیچک لپ برابر با تعداد مسیرهای موازی است که به معنای تغییر در تعداد قطب‌ها می‌تواند متفاوت باشد. در پیچک موجی، تعداد برس‌ها ثابت و برابر با دو عدد است که متناظر با دو مسیر موازی است.

کارایی

پیچک موجی معمولاً کارایی بالاتری نسبت به پیچک لپ دارد. این به دلیل عواملی مانند کاهش ضریب‌های اتلاف الکتریکی و الگوهای بهینه‌تر جریان در پیچ‌های متصل به سری در پیچک موجی است.

زیرگروه‌ها

پیچک لپ زیرگروه‌هایی مانند ساده و دوگانه دارد. در پیچک ساده، تعداد مسیرهای موازی برابر با تعداد قطب‌ها است، در حالی که در پیچک دوگانه، تعداد مسیرهای موازی دو برابر تعداد قطب‌ها است. پیچک موجی از سوی دیگر، زیرگروه‌هایی مانند پیشرو و پسرو دارد که بر اساس جهت اتصال پیچ در الگوی موجی متمایز می‌شوند.

هزینه

هزینه پیچک لپ معمولاً بالاتر از پیچک موجی است. این به دلیل نیاز به هادی‌های بیشتر در پیچک لپ به دلیل تنظیم موازی پیچ‌ها و نیاز به اتصالات و اجزای اضافی است.

کاربرد

پیچک لپ معمولاً در دستگاه‌های الکتریکی ولتاژ پایین و جریان بالا مانند ژنراتورهای DC بزرگ برای شارژ باتری یا برخی از موتورهای تحریک الکتریکی استفاده می‌شود. پیچک موجی از سوی دیگر، برای دستگاه‌های ولتاژ بالا و جریان پایین مانند برخی از ژنراتورهای DC استفاده می‌شود که در سیستم‌های انتقال برق کاربرد دارند.

در پیچک موجی، پیچ‌های دامی تنها برای ایجاد تعادل مکانیکی به ارموار اضافه می‌شوند تا عملکرد هموار و پایدار دستگاه را تضمین کنند. پیچ‌های دامی مانند پیچ‌های فعال در مدار الکتریکی شرکت نمی‌کنند و بنابراین به کمونوتور یا تولید نیروی الکتروموتوری (EMF) متصل نیستند. وظیفه اصلی آنها مقابله با هر نوع عدم تعادل ناشی از تنظیم پیچک است که معمولاً باعث می‌شود فضاهای خالی در هسته ارموار باقی بمانند وقتی تعداد پیچ‌ها با فاصله قطب‌ها مطابقت ندارد. با پر کردن این فضاهای خالی با پیچ‌های دامی، تقارن دورانی ارموار حفظ می‌شود و ارتعاش و اتلاف در طول عملکرد کاهش می‌یابد.