Tipus de bobinat en forma de cama de granota i ona

Definició d'enrotllament de cuixa de rana

Un enrotllament de cuixa de rana és una combinació d'un enrotllament ondulat múltiple i un enrotllament simple en les mateixes ranures. Manté els avantatges dels enrotllaments en cuixa i ondulats sense les seves desavantatges inherents.

Els enrotllaments en cuixa i ondulats tenen un nombre igual de camins paral·lels, que estan connectats al mateix comutador.

L'enrotllament de cuixa de rana té tants camins paral·lels com l'enrotllament en cuixa doble perquè la part d'enrotllament en cuixa simple proporciona 'P' camins paral·lels i la secció ondulada múltiple també proporciona 'P' camins paral·lels. Per tant, el total és 2P camins en paral·lel (el mateix nombre que un enrotllament en cuixa doble).

Avantatges de l'enrotllament de cuixa de rana

Aquest enrotllament té més camins paral·lels i la corrent i la tensió són més altes que en els enrotllaments en cuixa o ondulats. Aquests armatures amb enrotllament de cuixa de rana estan dissenyats per a utilitzar-los amb corrents i tensions moderades.

Aquests enrotllaments estan connectats en sèrie-paral·lel. Qualsevol element ondulat i l'element en cuixa següent connectats al comutador exactament a dos passos polars d'interval en una combinació en sèrie. Aquests dos segments del comutador estan exactament a 360 graus elèctrics d'interval i desenvolupen una tensió neta zero. Per això, aquesta combinació en cuixa-ondulada de l'enrotllament de cuixa de rana està completament equilibrada i elimina la necessitat d'un equalitzador. És per això que la majoria de les màquines DC grans utilitzen armatures amb enrotllament de cuixa de rana.

Definició d'enrotllament de tambo

Aquest és el tipus d'enrotllament en què els conductors es col·loquen en ranures sobre la superfície de l'armatura en forma de tambo i es connecten entre si mitjançant connexions frontal i posterior als extrems de les bobines. L'enrotllament de tambo s'introdueix principalment per superar els defectes de l'enrotllament de tipus anell.

Avantatges de l'enrotllament de tambo

Cada enrotllament, col·locat en les ranures de l'armatura, envolta el nucli de manera que tota la longitud del conductor, excepte les connexions finals, talla el flux magnètic principal. Per tant, la tensió induïda en aquest tipus d'enrotllament de l'armatura és més gran que en l'enrotllament de l'anell Gramme.

Les bobines, abans de ser col·locades en les ranures de l'armatura, poden ser preformades i aïllades. Per tant, es pot reduir el cost.

Les dues bandes de la bobina es col·loquen sota dos pols diferents, un pol Nord i un altre pol Sud, per tant, les tensions induïdes en elles són sempre additives gràcies a les connexions finals.

Es pot utilitzar un enrotllament de pas fraccional en l'enrotllament de tambo. L'avantatge de l'enrotllament de pas fraccional és que ofereix un considerable estalvi en el cobre de les connexions finals. La commutació també s'millora degut a la menor inductància mútua entre les bobines.

Enrotllament de pas fraccional: Per obtenir la tensió electromotriu màxima, l'amplada de la bobina hauria de coincidir amb el pas del pol. No obstant això, reduint l'amplada de la bobina a vuit dècimes (8/10) del pas del pol encara es pot induir una significativa tensió electromotriu. Això s'anomena enrotllament de pas fraccional.

Com diversos conductors es col·loquen en una sola ranura, el nombre de ranures es redueix en el nucli de l'armatura, fent que els dents del nucli siguin mecànicaament més forts. També s'ha millorat la laminació i la protecció de les bobines.

El cost de fabricació es reduirà en l'enrotllament de tipus tambo perquè aquí només cal construir menys bobines.

Definició d'enrotllament d'anell Gramme

Un enrotllament d'anell és el tipus d'enrotllament de l'armatura en què el fil s'enrotlla alternativament al voltant de les superfícies exterior i interior d'un nucli cilíndric o en forma d'anell. L'enrotllament de l'armatura de tipus anell Gramme és un antic tipus d'enrotllament de l'armatura. En aquest enrotllament, l'armatura consta d'un cilindre buit o anell format per laminacions de ferro. El nucli s'enrotlla amb fil aïllat en espiral al voltant de l'anell.

L'enrotllament és continu i, per tant, és tancat. Connectem les bobines entre escovetes en sèrie. La figura mostra l'enrotllament de tipus anell Gramme i el seu circuit equivalent. Podem veure que hi ha un nombre igual de conductors generadors de tensió col·locats a cada banda de l'armatura.

Tapejem el fil a intervals regulars i els connectem als segments del comutador. Hi ha dos camins entre les escovetes positiva i negativa, connectats en paral·lel. Les bobines 1 a 6 formen un camí, mentre que les bobines 7 a 12 formen l'altre.

Quan l'armatura gira en sentit horari, es genera la tensió electromotriu en els conductors. La direcció de la tensió electromotriu i la direcció de la corrent seran cap a dins en el cas dels conductors sota el pol N segons la regla de la mà dreta de Fleming. En el cas dels conductors sota el pol S, la direcció de la tensió electromotriu i la direcció de la corrent seran cap a fora.

Segons la regla de la mà dreta de Fleming, agafeu la vostra mà dreta amb el polze, l'índex i el dit mig en angles rectes. L'índex indica la direcció del camp magnètic, el polze indica el moviment, i el dit mig apunta a la corrent induïda.

Així, la tensió electromotriu generada en els dos camins està en direccions oposades, com es mostra en la figura anterior. La tensió generada en cada camí és additiva de baix a dalt a cada banda. Com que hi ha dos camins paral·lels, la tensió per camí és la tensió generada de la màquina, i cada camí proporciona la meitat de la sortida de corrent en el circuit extern.

Avantatges de l'enrotllament d'anell Gramme

• El principi operatiu de l'armatura és més simple perquè no hi ha creuament de conductors en l'enrotllament.

• El mateix enrotllament es pot utilitzar teòricament amb 2, 4, 6 o 8 pols.

• Desavantatges de l'enrotllament d'anell Gramme

• La part d'aquest enrotllament situada a l'interior de l'anell de ferro talla molt poques línies de flux. Per tant, tenen una tensió induïda molt petita. Per aquest motiu, no es fa un ús ampli.

• Amb el mateix nombre de pols i la mateixa velocitat de l'enrotllament de l'armatura, la tensió electromotriu induïda en l'enrotllament d'anell Gramme és la meitat de la tensió electromotriu induïda en l'enrotllament de tambo.

• Com que la porció situada a l'interior de l'anell intern només actua com a connectors, hi ha un desperdici de cobre.

• Les reparacions i la manteniment són molt costosos.

• L'aïllament de l'enrotllament és més difícil.

• Cal una excitació de camp forta per produir el flux necessari perquè la construcció requereix una gran separació d'aire.