Mikä on kiertokierroksen kattava tekijä?

Kierroskantatekijän (Pitch Factor) määritelmä ja ominaisuudet
Kierroskantatekijän (Kₙ) määritelmä

Kierroskantatekijä (myös tunnettu nimellä kiertokantatekijä) Kₙ on määritelty lyhyen kierroksen aiheuttaman jänniten suhteena täyskierroksen aiheuttamaan jännitteeseen. Kierroksen sivujen välistä etäisyyttä kutsutaan kierroskannaksi, joka on luonnehdittu sen sähköisellä kulmalla osoittaakseen kierroksen lyhyyden asteen.

Pole pitchin fysiikallinen merkitys

Vierekkäisten polttopisteiden keskiviivojen välisen kulmakulman kutsutaan pole pitchiksi, joka on aina 180 sähköastetta riippumatta koneen polttopisteiden lukumäärästä. Kierros, jonka kanta on 180 sähköastetta, kutsutaan täyskierroksiksi, kuten alla oleva kuva osoittaa:

Lyhyen kierroksen ominaisuudet

Kierros, jonka kanta on alle 180 sähköastetta, kutsutaan lyhyeksi kierroksiksi (tai osittaiseksi kierroksiksi), myös kiertokierroksiksi. Lyhyen kierroksen konfiguraatiota havainnollistetaan seuraavassa kuvassa:

Kiertokierros ja kierroskannan laskenta

Staattorin kiertö, jossa käytetään osittaisia kierroksia, kutsutaan kiertokierroksiksi. Jos kierroskanta vähenee sähkökulmassa α, tehokas kanta tulee olemaan (180 – α) sähköastetta.

Täyskierroksessa kierroksen sivujen välinen etäisyys on tarkalleen 180° sähköastetta, mikä takaa, että jokaisessa kierroksen sivussa aiheutuvat jännitteet ovat vaiheessa. Olkoon E_C1 ja E_C2 kierroksen sivissa aiheutuvat jännitteet, ja E_C kierroksen yhteinen jännite. Yhteys ilmaistaan yhtälöllä:

Koska E_C1 ja E_C2 ovat vaiheessa, kierroksen yhteinen jännite E_C on kahden jännitteen aritmeettinen summa.

Joten,

Lyhyen kierroksen fasori-analyysi

Kun yhden kierroksen kanta on alle 180° sähköastetta, jokaisessa kierroksen sivussa aiheutuvat jännitteet E_C1 ja E_C2 näyttävät vaihe-eroa. Kierroksen yhteinen jännite E_C on E_C1 ja E_C2 fasorisumma.

Jos kierroskanta vähenee sähkökulmassa α, tehokas kanta tulee olemaan (180 – α) astetta. Tällöin E_C1 ja E_C2 ovat vaihe-erossa α astetta. Kuten yläpuolella oleva fasori-kaavio osoittaa, fasorisumma EC vastaa vektoria AC.

Kierroskantatekijä Kc ilmaistaan seuraavasti:

Kierroskantatekijän (Kₙ) ominaisuudet ja kiertokierrosten edut
Kierroskantatekijän ja kierroskannan välinen suhde

• Täyskierros: Kun α = 0°, cos(α/2) = 1, joten Kₙ = 1.

• Lyhytkierros: Kₙ < 1, mikä tarkoittaa, että lyhytkierros vähentää aiheutuneen jännitteen amplitudia.

Kiertokierosten tekniset edut

• Materiaalikustannusten optimointi: Lyhentää kierroksen päätepätkien pituuksia, vähentäen johtojen materiaalin käyttöä ja valmistuskustannuksia.

• Aaltomuodon laadun parantaminen: Vaimentaa harmonisia vääristymiä, tekee aiheutuneen EMF:n lähemmäksi sinimuotoista ja parantaa sähkölaatua.