Typen Froschschenkel- und Wellenumwicklung
Froschbeinwicklung-Definition
Eine Froschbeinwicklung ist eine Kombination aus einer Mehrfachwelle und einer Einfachumlegung in den gleichen Schlitzen. Sie behält die Vorteile beider Umlegungen und Wellenwicklungen bei, ohne deren inhärente Nachteile zu haben.
Lap- und Wellenwicklungen haben jeweils gleich viele parallele Wege, die an den gleichen Umformer angeschlossen sind.
Die Froschbeinwicklung hat so viele parallele Wege wie Duplex-Lap-Wicklungen, da der Einfach-Lap-Wicklungsteil 'P' Anzahl paralleler Wege bereitstellt und der Mehrfach-Wellenabschnitt ebenfalls 'P' Anzahl paralleler Wege bereitstellt. Daher beträgt die Gesamtzahl 2P parallele Wege (was der gleichen Anzahl wie eine Duplex-Lap-Wicklung entspricht).
Vorteile der Froschbeinwicklung
Diese Wicklung hat mehr parallele Wege, und die Strom- und Spannungsfähigkeit ist höher als bei Lap- oder Wellenwicklungen. Diese froschbeinartig gewickelten Armaturen sind für den Einsatz mit mittlerem Strom und mittlerer Spannung konzipiert.
Diese Wicklungen sind in Serie-Parallel verbunden. Jedes Wellenelement und das folgende Lap-ELEMENT sind auf dem Umformer genau zwei Polabstände voneinander in Serie verbunden. Diese beiden Umformersegmente liegen genau 360 elektrische Grad auseinander und erzeugen eine Nullnetzspannung. Daher ist diese Lap-Wellenkombination einer Froschbeinwicklung vollständig ausgeglichen und macht die Verwendung eines Ausgleichers überflüssig. Deshalb verwenden die meisten großen Gleichstrommaschinen froschbeinartig gewickelte Armaturen.
Trommelwicklungsdefinition
Dies ist der Typ der Wicklung, bei der die Leiter in den Schlitzen über der trommelartigen Armaturfläche angeordnet und durch Front- und Rückverbindungen an den Spulenenden miteinander verbunden werden. Die Trommelwicklung wurde hauptsächlich eingeführt, um die Mängel der Ringwicklung zu überwinden.
Vorteile der Trommelwicklung
Jede Wicklung, die in den Armaturschlitzen angeordnet ist, umschließt den Kern, sodass die gesamte Länge des Leiters, abgesehen von den Endverbindungen, den Hauptmagnetfluss schneidet. Daher ist die induzierte Spannung in dieser Art der Armaturwicklung größer als bei der Gramme-Ringwicklung.
Die Spulen können vor dem Einlegen in die Armaturschlitze vorformt und isoliert werden. Dadurch kann der Kosten reduziert werden.
Die beiden Seiten der Spule liegen unter zwei verschiedenen Polen, einem Nordpol und einem Südpol, daher sind die in ihnen induzierten EMFs immer additiv mit Hilfe der Endverbindungen.
Bruchteil-Pitch-Wicklungen können in der Trommelwicklung verwendet werden. Der Vorteil der Bruchteil-Pitch-Wicklungen besteht darin, dass sie erhebliche Einsparungen im Kupfer der Endverbindungen bieten. Die Kommutation wird auch verbessert, da es weniger gegenseitige Induktivität zwischen den Spulen gibt.
Bruchteil-Pitch-Wicklung: Um die maximale EMF zu erzielen, sollte der Spanspannung dem Polabstand entsprechen. Allerdings kann die Reduzierung des Spanspannung auf acht Zehntel (8/10) des Polabstands noch eine signifikante EMF induzieren. Dies wird als Bruchteil-Pitch-Wicklung bezeichnet.
Da mehrere Leiter in einem einzigen Schlitz angeordnet werden, verringert sich die Anzahl der Schlitze im Armaturkern, wodurch die Armaturkernteile mechanisch stärker werden. Die Laminierung und der Schutz der Spulen werden ebenfalls verbessert.
Die Herstellungskosten werden bei der Trommelwicklung reduziert, da hier weniger Spulen hergestellt werden müssen.
Gramme-Ringwicklung-Definition
Eine Ringwicklung ist der Typ der Armaturwicklung, bei der der Draht abwechselnd um die äußere und innere Oberfläche eines zylindrischen oder ringförmigen Kerns gewickelt wird. Die Gramme-Ring-Armaturwicklung ist ein alter Typ der Armaturwicklung. Bei dieser Wicklung besteht die Armatur aus einem hohlen Zylinder oder Ring, der aus Eisenlamellen besteht. Der Kern wird mit isoliertem Draht spiralförmig um den Ring gewickelt.
Die Wicklung ist kontinuierlich und daher geschlossen. Wir verbinden die Spulen zwischen den Bürsten in Reihe. Das Bild zeigt die Gramme-Ring-Wicklung und ihren äquivalenten Schaltkreis. Man kann sehen, dass es auf jeder Seite der Armatur gleich viele spannungserzeugende Leiter gibt.
Wir leiten den Draht in regelmäßigen Abständen ab und verbinden ihn mit den Umformersegmenten. Es gibt zwei Wege zwischen den positiven und negativen Bürsten, die parallel verbunden sind. Spulen 1 bis 6 bilden einen Weg, während Spulen 7 bis 12 den anderen bilden.
Wenn die Armatur im Uhrzeigersinn rotiert, wird die EMF in den Leitern induziert. Die Richtung der induzierten EMF und des Stromes wird nach Flemings Rechte-Hand-Regel bei den Leitern unter dem N-Pol nach innen gerichtet sein. Im Fall der Leiter unter dem S-Pol wird die Richtung der induzierten EMF und des Stromes nach außen gerichtet sein.
Nach Flemings Rechte-Hand-Regel halten Sie Ihre rechte Hand mit Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger in rechten Winkeln. Der Zeigefinger zeigt die Richtung des Magnetfeldes, der Daumen die Bewegung und der Mittelfinger die induzierte Stromrichtung.
Daher sind die in den beiden Wegen erzeugten EMFs in entgegengesetzter Richtung, wie in der obigen Abbildung gezeigt. Die in jedem Weg erzeugte EMF ist additiv von unten nach oben auf jeder Seite. Da es zwei parallele Wege gibt, ist die Spannung pro Weg die erzeugte Spannung der Maschine, und jeder Weg liefert die Hälfte des Stromausgangs im externen Schaltkreis.
Vorteile der Gramme-Ringwicklung
Das Arbeitsprinzip der Armatur ist einfacher, da es keine Kreuzungen der Leiter in der Wicklung gibt.
Die gleiche Wicklung kann theoretisch mit 2, 4, 6 oder 8 Polen verwendet werden.
Nachteile der Gramme-Ringwicklung
Der Teil dieser Wicklung, der sich auf der Innenseite des Eisenringes befindet, schneidet sehr wenige Flusslinien. Daher wird in ihnen nur sehr wenig Spannung induziert. Aus diesem Grund wird sie nicht weit verbreitet eingesetzt.
Bei gleicher Anzahl von Polen und gleicher Geschwindigkeit der Armaturwicklung ist die induzierte EMF in der Gramme-Ringwicklung die Hälfte der induzierten EMF in der Trommelwicklung.
Da der Teil, der sich innerhalb des Innenringes befindet, nur als Verbindungen dient, gibt es einen Verschwendung von Kupfer.
Reparaturen und Wartung sind sehr teuer.
Die Isolierung der Wicklung ist viel schwieriger.
Starke Felderregung erforderlich, um den benötigten Fluss zu erzeugen, da die Konstruktion einen großen Luftspalt erfordert.
