Typer Frøben & Bølgevinding

Frosbenindingens definition

En frosbenbinding er en kombination af en multiplexbølge og en simplex lap-binding i de samme spalter. Den beholder fordelene ved både lap-bindinger og bølgebinder uden deres indbyggede ulemper.

Lap- og bølgebinder har hver et lige antal parallelle veje, som er forbundet til den samme kommutator.

Frosbenbindingen har lige så mange parallelle veje som duplex lap-bindinger, fordi simplex lap-bindingsdelen leverer 'P' antal parallelle veje, og multiplex-bølgedelen også yder 'P' antal parallelle veje. Derfor er det totale 2P antal parallelle veje (som er det samme antal som en duplex lap-binding).

Fordele ved frosbenbinding

Denne binding har flere parallelle veje, og strøm- og spændingsratingen er højere end ved lap- eller bølgebinding. Disse frosbenbundne armaturer er designet til brug med moderat strøm og moderat spænding.

Disse bindinger er forbundet i serie-parallelt. Enhver bølgeelement og det følgende lap-element forbundet på kommutator præcis to polplaceringer fra hinanden i en seriekombination. Disse to kommutatorsegmenter er præcis 360 elektriske grader fra hinanden og udvikler nul netto-spænding. Derfor er denne lap-bølgekombination af en frosbenbinding fuldt ud jævnet og eliminerer brugen af en jævner. Det er derfor, at de fleste store DC-maskiner bruger frosbenbundne armaturer.

Trommebindingsdefinition

Dette er typen binding, hvor ledere placeres i spalter over trommeformet armatureoverflade og forbundet til hinanden ved for- og bagforbindelser ved spoleender. Trommebinding introduceres hovedsagelig for at overkomme svaghederne ved ringtype-binding.

Fordele ved trommebinding

Hver binding, placeret i armaturespalter, omgiver kernen, således at hele lederlængden, undtagen endeforbindelser, skærer hovedmagnetfeltet. Derfor er spændingen, der induceres i denne type armaturebinding, større end ved Gramme-ringbinding.

Spiraler kan, før de placeres i armaturespalter, være forudformet og isoleret. Dermed kan kostnaden reduceres.

De to sider af spolen placeret under to forskellige poler, én nordpol og en anden sydpol, så den inducerede spænding i dem er altid additiv med hjælp fra endeforbindelsen.

Brøkdel-pitch-binding kan anvendes i trommebinding. Fordele ved brøkdel-pitch-binding er, at den giver betydelige besparelser i kobber til endeforbindelser. Kommutering forbedres også på grund af mindre gensidig induktance mellem spoler.

Brøkdel-pitch-binding: For at opnå maksimal spænding, skulle spolespannet matche polpitchet. Dog kan reduktion af spolespannet til otte-tiendedele (8/10) af polpitchet stadig inducere betydelig spænding. Dette kaldes brøkdel-pitch-binding.

På grund af flere ledere, der placeres i en enkelt spalte, bliver antallet af spalter reduceret i armaturekernen, og tænderne i armaturekernen bliver mekanisk stærkere. Laminering og beskyttelse af spoler forbedres også.

Produktionsomkostningerne vil blive reduceret i trommetype-binding, da vi her skal konstruere færre spoler.

Gramme-ringbindingsdefinition

En ringbinding er typen armaturebinding, hvor tråden vindes rundt om den ydre og indre overflade af en cylindrisk eller ringformed kerne. Gramme-ringtypen armaturebinding er en gammel type armaturebinding. I denne binding består armaturen af en tom cylinder eller ring lavet af jernlameller. Kernen er vindet med isoleret tråd spiralt omkring ringen.

Bindingen er kontinuerlig, og derfor lukket. Vi forbinder spolerne mellem penslerne i serie. Figuren viser Gramme-Ring type binding og dens ækvivalente kredsløb. Vi kan se, at der er lige mange spænding-genererende ledere placeret på hver side af armaturen.

Vi tapper tråden med regelmæssige mellemrum og forbinder dem til kommutatorsegmenter. Der er to veje mellem den positive og negative pindsel, forbundet i parallelt. Spoler 1 til 6 danner én vej, mens spoler 7 til 12 danner den anden.

Når armaturen roterer i urets retning, induceres spændingen i ledere. Retningen af den inducerede spænding og strømretningen vil være indadgående i tilfælde af ledere under N-pol efter Flemings højrehåndsregel. I tilfælde af ledere under S-pol, vil retningen af den inducerede spænding og strømretningen være udadgående.

Ifølge Flemings højrehåndsregel holder du din højre hånd med tommelfinger, pegefinger og langefinger vinkelret. Pegefingeren viser magnetfeltets retning, tommelfingeren angiver bevægelse, og langefingeren peger på den inducerede strøm.

Dermed er den genererede spænding i de to veje i modsat retning, som vist på ovenstående figur. Den genererede spænding på hver vej er additiv fra bunden til toppen på hver side. Da der er to parallelle veje, er spændingen pr. vej maskinens genererede spænding, og hver vej leverer halvdelen af strømoutputtet i det eksterne kredsløb.

Fordele ved Gramme-ringbinding

• Driftsprincippet for armaturen er enklere, fordi der ikke er krydsning af ledere i bindingen.

• Samme binding kan anvendes teoretisk med 2, 4, 6 eller 8 poler.

• Ulemper ved Gramme-ringbinding

• Den del af denne binding, der ligger på den indre side af jernringen, skærer få linjer af flux. Derfor har de meget lidt induceret spænding. Af denne grund bruges den ikke bredt.

• Med samme antal poler og samme hastighed af armaturebindingen, er den inducerede spænding i Gramme-ringbinding halvdelen af den inducerede spænding i trommetype-binding.

• Da den del, der ligger inde i den indre ring, kun fungerer som forbindelser, er der en spild af kobber.

• Reparationer og vedligehold er meget dyre.

• Isolation af binding er meget vanskelig.

• Stærk feltopspænding er nødvendig for at producere det krævede flux, da konstruktionen kræver en stor luftgap.