절연 도체가 아머의 슬롯 내부에 조립되는 것을 아머 감전이라고 합니다. 이 중요한 구성 요소는 전력 변환 발생 장소 역할을 합니다. 발전기에서는 아머 감전이 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 도움이 됩니다. 반면에 전동기에서는 이를 통해 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 두 가지 전기 기계의 작동에서 핵심적인 역할을 합니다.
아머 감전은 주로 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다: 랩 감전과 웨이브 감전입니다. 이들 사이의 가장 두드러진 차이는 코일 끝의 연결 방식에 있습니다. 랩 감전에서는 각 코일의 끝이 인접한 커뮤테이터 세그먼트에 연결됩니다. 반면에 웨이브 감전에서는 아머 코일의 끝이 서로 떨어져 있는 커뮤테이터 세그먼트에 연결됩니다.
내용: 랩 대비 웨이브 감전
비교 차트
정의
주요 차이점
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랩 감전의 정의
랩 감전에서는 연속된 코일들이 서로 겹치게 배열됩니다. 한 코일의 끝이 특정 커뮤테이터 세그먼트에 연결되고 다음 코일의 시작 부분(인접한 자기극(반대 극성)의 영향 아래 위치)도 같은 커뮤테이터 세그먼트에 연결됩니다. 이러한 구조는 병렬 경로 구조를 형성하며, 각 코일의 연결이 인접한 세그먼트로 "랩" 되어 돌아가는 형태로, 이름 그대로 "랩 감전"이라 불립니다. 이러한 배열은 여러 병렬 전류 경로를 허용하여 고전류 용량과 저전압 출력이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
랩 감전의 구조
랩 감전에서는 도체들이 서로 연결되어 병렬 경로(a)의 수가 기계의 자극(P) 수와 일치하도록 구성됩니다. P 개의 자극과 Z 개의 아머 도체를 가진 기계의 경우, P 개의 병렬 경로가 있으며 각 경로에는 Z/P 개의 도체가 직렬로 연결됩니다. 필요한 브러시의 수는 병렬 경로의 수와 같으며, 그 중 절반은 양극, 다른 절반은 음극으로 사용됩니다.
랩 감전은 두 가지 하위 유형으로 나뉩니다:
심플렉스 랩 감전: a = P, 즉 병렬 경로의 수가 자극의 수와 같습니다.
듀플렉스 랩 감전: a = 2P, 병렬 경로의 수가 자극 수의 두 배입니다.
웨이브 감전의 정의
웨이브 감전에서는 한 코일의 끝이 동일한 자기 극성을 가진 다른 코일의 시작 부분에 연결됩니다. 이러한 배열은 연속적인 파형 패턴을 형성하여 감전의 이름을 붙였습니다. 웨이브 감전에서는 도체가 두 개의 병렬 경로로 나뉘며, 각 경로에는 Z/2 개의 도체가 직렬로 연결됩니다. 따라서 웨이브 감전은 두 개의 브러시(하나는 양극, 하나는 음극)만 필요하며, 두 개의 병렬 경로와 일치합니다.
이 구조는 웨이브 감전이 고전압, 저전류 응용 분야에 특히 적합하게 만듭니다. 직렬로 연결된 도체들은 총 유도 전압을 증가시키면서 병렬 경로를 통해 관리 가능한 전류를 유지합니다.
랩 감전과 웨이브 감전의 주요 차이점
코일 배열
랩 감전에서는 각 코일이 다음 코일 위로 겹쳐져 오버래핑 패턴을 형성합니다. 반면에 웨이브 감전에서는 코일이 파형 모양으로 연결되어 독특하고 연속적인 형태를 갖습니다.
커뮤테이터 연결
랩 감전에서는 아머 코일의 끝이 인접한 커뮤테이터 세그먼트에 연결됩니다. 반면에 웨이브 감전에서는 아머 코일의 끝이 서로 떨어져 있는 커뮤테이터 세그먼트에 연결되므로, 다른 전기 연결 패턴을 형성합니다.
병렬 경로 수
랩 감전은 병렬 경로의 수가 기계의 자극 수와 같습니다. 예를 들어, 기계가 P 개의 자극을 가진다면 P 개의 병렬 경로가 있게 됩니다. 웨이브 감전에서는 자극 수와 상관없이 항상 두 개의 병렬 경로가 있습니다.
연결 유형
랩 감전은 병렬로 연결된 코일로 인해 병렬 감전으로 알려져 있으며, 여러 전류 경로를 허용합니다. 반면에 웨이브 감전은 직렬로 연결된 코일로 인해 직렬 감전으로 알려져 있습니다. 이 연결 유형의 차이는 두 감전 방법의 전기 특성에 큰 영향을 미칩니다.
전기동력(emf)
랩 감전에서 생성되는 emf는 일반적으로 웨이브 감전보다 낮습니다. 이는 서로 다른 전기 구성을 통해 직렬로 연결된 도체의 수에 따라 달라집니다.
추가 구성 요소 요구 사항
랩 감전은 보다 나은 코뮤테이션을 위해 등화기를 필요로 합니다. 이는 코일에서 유도된 교류(AC)를 출력에서 직류(DC)로 변환하는 과정입니다. 반면에 웨이브 감전은 아머의 기계적 균형을 제공하기 위해 더미 코일을 필요로 하며, 기계의 원활한 작동을 보장합니다.
브러시 수
랩 감전의 브러시 수는 병렬 경로의 수와 같으므로, 자극 수에 따라 달라질 수 있습니다. 웨이브 감전의 경우, 브러시 수는 항상 두 개이며, 이는 두 개의 병렬 경로와 일치합니다.
효율
웨이브 감전은 일반적으로 랩 감전보다 높은 효율을 나타냅니다. 이는 전기 손실이 낮고, 직렬로 연결된 코일의 최적화된 전류 흐름 패턴 때문입니다.
하위 유형
랩 감전은 심플렉스와 듀플렉스라는 하위 유형이 있습니다. 심플렉스 감전에서는 병렬 경로의 수가 자극의 수와 같습니다. 반면에 듀플렉스 감전에서는 병렬 경로의 수가 자극 수의 두 배입니다. 웨이브 감전은 진행형과 후퇴형이라는 하위 유형이 있으며, 이들은 코일 연결의 방향에 따라 구분됩니다.
비용
랩 감전의 비용은 일반적으로 웨이브 감전보다 높습니다. 이는 랩 감전이 병렬 코일 구성을 위해 더 많은 도체가 필요하며, 추가 연결 및 구성 요소가 필요하기 때문입니다.
응용
랩 감전은 저전압, 고전류 전기 기계에서 주로 사용됩니다. 예를 들어, 배터리 충전을 위한 대형 DC 발전기나 일부 전기 트랙션 모터 등입니다. 반면에 웨이브 감전은 고전압, 저전류 기계에서 더 적합하며, 전력 전송 시스템에 사용되는 일부 DC 발전기 등에서 사용됩니다.
웨이브 감전에서는 더미 코일이 단순히 아머의 기계적 균형을 제공하기 위해 포함됩니다. 기계의 원활하고 안정적인 작동을 보장합니다. 활성 코일과 달리 더미 코일은 전기 회로에 참여하지 않으며, 커뮤테이터에 연결되지 않고 전기동력(emf)을 생성하지 않습니다. 그들의 주요 기능은 감전 배열로 인해 발생하는 불균형을 상쇄하는 것입니다. 이는 일반적으로 코일 수가 자극 피치와 완벽하게 일치하지 않을 때 아머 코어에 남는 미사용 슬롯을 채웁니다. 이러한 슬롯을 더미 코일로 채우면 아머의 회전 대칭성이 유지되어 작동 중 진동과 마모를 최소화합니다.