Forskjellen mellom Lap- og Wave-spole

Monteringen av isolerte ledere plassert i gleder av en armatur kalles for en armaturvinding. Dette viktige komponentet fungerer som stedet der energiomsetning forekommer. I en generator tillater armaturvindingen transformasjonen av mekanisk kraft til elektrisk energi. Omvendt, i en elektrisk motor, gjør den det mulig å konvertere elektrisk energi til mekanisk kraft, og spiller dermed en sentral rolle i drift av både elektriske maskiner.

Armaturvinding kan hovedsakelig deles inn i to distinkte typer: lapvinding og bølgevinding. En av de mest fremtredende forskjellene mellom dem ligger i koblingsmåten for spoleendene. I lapvinding er endene av hver spole koblet til naboende kommutatorsegmenter. Omvendt, i bølgevinding, er endene av armaturspoler koblet til kommutatorsegmenter som er plassert med avstand fra hverandre.

Innhold: Lap V/S Bølgevinding

• Sammenligningsdiagram

• Definisjon

• Kjerneforskjeller

Sammenligningsdiagram

Definisjon av Lapvinding

I lapvinding er påfølgende spoler arrangert slik at de overlapper hverandre. Slutten av én spole kobles til et spesifikt kommutatorsegment, mens starten av neste spole—posisjonert under påvirkning av et naboende magnetpol (av motsatt polaritet)—kobles også til samme kommutatorsegment. Denne konfigurasjonen skaper en parallel veistruktur, hvor hver spoles kobling “lapper tilbake” til det naboende segmentet, derfor navnet “lapvinding.” Denne oppsettet tillater flere parallel strømveier, noe som gjør det egnet for anvendelser som krever høy strømkapasitet og lav spenningsutdata.

Konfigurasjon av Lapvinding

I lapvinding er lederne koblet sammen slik at antallet av parallelle veier (a) svarer til antallet av poler (P) i maskinen. For en maskin med P poler og Z armatureledere, vil det være P parallelle veier, hver inneholdende Z/P ledere koblet i serie. Antallet pensler som kreves, tilsvarer antallet av parallelle veier, med halvparten av penslene som positive terminaler og den andre halvdelen som negative terminaler.

Lapvinding er videre inndelt i to undertyper:

• Enkel Lapvinding: Har a = P, betyr det at antallet av parallelle veier er lik antallet av poler.

• Dobbelt Lapvinding: Karakteriseres ved a = 2P, der antallet av parallelle veier er dobbelt så mange som antallet av poler.

Definisjon av Bølgevinding

I bølgevinding kobles en ende av en spole til starten av en annen spole som deler samme magnetisk polaritet. Dette oppsettet danner en kontinuerlig, bølgeformet mønster, noe som gir vindingen sitt navn. Ledere i bølgevinding er delt inn i to parallelle veier, hver inneholdende Z/2 ledere i serie. Dermed krever bølgevinding bare to pensler—én positiv og én negativ—for å tilpasse seg de to parallelle veiene.

Denne konfigurasjonen gjør bølgevinding spesielt egnet for høy-spennings, lav-strøm applikasjoner, da seriekoblingen av ledere øker den totale induksjonsvoltage mens den holder en håndterbar strøm gjennom de parallelle veiene.

Kjerneforskjeller Mellom Lap- og Bølgevinding

Spoleoppsett

I lapvinding er spoler konfigurert slik at hver spole lapper tilbake til den neste, noe som skaper et overlappende mønster. På den andre siden, har bølgevinding spoler koblet i et bølgeformet oppsett, noe som gir den et distinkt og kontinuerlig utseende.

Kommutatorkobling

For lapvinding, er endene av armaturspolene koblet til naboende kommutatorsegmenter. I motsetning til dette, er endene av armaturspolene i bølgevinding koblet til kommutatorsegmenter som er plassert med avstand fra hverandre, noe som resulterer i et ulikt elektrisk koblingsmønster.

Antall Parallelle Veier

Lapvinding har antallet av parallelle veier lik det totale antallet av poler i maskinen. For eksempel, hvis en maskin har P poler, vil det være P parallelle veier. I bølgevinding, uansett antallet av poler, er antallet av parallelle veier alltid to.

Koblingstype

Lapvinding refereres ofte til som parallelvinding på grunn av parallellekoblingen av dens spoler, noe som tillater flere strømbærende veier. Omvendt, har bølgevinding spoler koblet i serie, noe som gir den navnet serievinding. Denne forskjellen i koblingstype påvirker signifikant de elektriske egenskapene til de to vindingmetodene.

Elektromotorisk Kraft (emf)

Den genererte emf i lapvinding er generelt lavere sammenlignet med bølgevinding. Dette er et direkte resultat av de ulike elektriske konfigurasjonene og antallet av seriekoblede ledere i hver type vinding.

Tilleggskomponenter Som Kreves

Lapvinding krever ofte likeverdiggjørere for å forbedre kommutasjon, som er prosessen med å konvertere alternerende strøm (AC) induksjon i spoler til direkte strøm (DC) ved utgangen. Bølgevinding, på den andre siden, trenger dummy-spoler for å gi mekanisk balanse til armaturen, noe som sikrer jevn drift av maskinen.

Antall Pensler

Antallet pensler i lapvinding er lik antallet av parallelle veier, noe som betyr at det kan variere avhengig av antallet av poler. I bølgevinding er antallet pensler fastsatt til to, tilsvarer de to parallelle veiene.

Effektivitet

Bølgevinding viser generelt høyere effektivitet sammenlignet med lapvinding. Dette skyldes faktorer som lavere elektriske tap og mer optimaliserte strømstrømninger i de seriekoblede spolene i bølgevinding.

Underkategorier

Lapvinding har underkategorier som enkel og dobbelt. I enkelvinding er antallet av parallelle veier lik antallet av poler, mens i dobbeltvinding er antallet av parallelle veier dobbelt så mange som antallet av poler. Bølgevinding, omvendt, har underkategorier som progressiv og retrogressiv, som skiller seg ved retningen av spolekoblingen i det bølgeformede mønsteret.

Kostnad

Kostnaden for lapvinding er generelt høyere enn for bølgevinding. Dette skyldes hovedsakelig at lapvinding krever flere ledere på grunn av sin parallellspolekonfigurasjon og den tilhørende behovet for ekstra koblinger og komponenter.

Anvendelse

Lapvinding brukes vanligvis i lavspennings, høystrøms elektriske maskiner, som store DC-generatorer for batterilading eller noen typer elektriske traksmotorer. Bølgevinding, på den andre siden, er mer egnet for høyspennings, lavstrømsmaskiner, som visse DC-generatorer brukt i strømfordelingsystemer.

I bølgevinding er dummy-spoler inkludert kun for å gi mekanisk balanse til armaturen, noe som sikrer jevn og stabil drift av maskinen. Ulik aktiv spoler, deltar ikke dummy-spoler i elektrisk krets og er derfor ikke koblet til kommutatoren eller involvert i generering av elektromotorisk kraft (EMF). Deres primære funksjon er å motvirke eventuelle ubalanser forårsaket av vindingoppsettet, som typisk etterlater ubrukte gleder i armaturekjernen når antallet spoler ikke passer perfekt med polepitch. Ved å fylle disse gleder med dummy-spoler, bevarer man armaturens rotasjonssymmetri, noe som minimerer vibrasjon og slitasje under drift.