Tipi di Avvolgimento a Zampa di Rana e Ondulato
Definizione di Avvolgimento a Zampa di Rana
Un avvolgimento a zampa di rana è una combinazione di un'onda multiplex e un avvolgimento a giri semplici nello stesso alloggio. Mantiene i vantaggi sia degli avvolgimenti a giri che degli avvolgimenti a onde, senza i loro svantaggi intrinseci.
Gli avvolgimenti a giri e a onde hanno ciascuno un numero uguale di percorsi paralleli, che sono collegati allo stesso commutatore.
L'avvolgimento a zampa di rana ha tanti percorsi paralleli quanti gli avvolgimenti a giri doppi, poiché la parte dell'avvolgimento a giri semplice fornisce 'P' numeri di percorsi paralleli e la sezione onda multiplex fornisce anch'essa 'P' numeri di percorsi paralleli. Pertanto, il totale è di 2P percorsi in parallelo (che è lo stesso numero di un avvolgimento a giri doppio).
Vantaggi dell'Avvolgimento a Zampa di Rana
Questo avvolgimento ha un numero maggiore di percorsi paralleli e una corrente e una tensione nominale superiori rispetto agli avvolgimenti a giri o a onde. Questi armature avvolti a zampa di rana sono progettati per l'uso con correnti e tensioni moderate.
Questi avvolgimenti sono collegati in serie-parallelo. Ogni elemento a onda e l'elemento a giri successivo sono collegati sul commutatore esattamente due passi di polo a distanza in una combinazione in serie. Questi due segmenti del commutatore sono esattamente 360 gradi elettrici a distanza e sviluppano una tensione netta zero. Pertanto, questa combinazione a giri-onda dell'avvolgimento a zampa di rana è completamente equilibrata ed elimina l'uso di un equalizzatore. Per questo motivo, la maggior parte delle grandi macchine CC utilizza armature avvolti a zampa di rana.
Definizione di Avvolgimento a Tamburo
Questo è il tipo di avvolgimento in cui i conduttori vengono posizionati negli alloggi sulla superficie dell'armatura a forma di tamburo e collegati tra loro da connessioni frontali e posteriori alle estremità dei bobini. L'avvolgimento a tamburo è introdotto principalmente per superare i limiti dell'avvolgimento a anello.
Vantaggi dell'Avvolgimento a Tamburo
Ogni avvolgimento, posizionato negli alloggi dell'armatura, circonda il nucleo in modo tale che l'intera lunghezza del conduttore, eccetto le connessioni alle estremità, taglia il flusso magnetico principale. Pertanto, la tensione indotta in questo tipo di avvolgimento dell'armatura è maggiore rispetto all'avvolgimento a anello Gramme.
Le spire, prima di essere posizionate negli alloggi dell'armatura, possono essere preformate e isolate. Di conseguenza, i costi possono essere ridotti.
I due lati della spira vengono posizionati sotto due poli diversi, uno polo Nord e l'altro polo Sud, pertanto le f.e.m. indotte in essi sono sempre additive grazie alla connessione alle estremità.
L'avvolgimento a passo frazionario può essere utilizzato nell'avvolgimento a tamburo. Il vantaggio dell'avvolgimento a passo frazionario è che consente un risparmio significativo di rame nelle connessioni alle estremità. La commutazione viene anche migliorata a causa della minore induttanza reciproca tra le spire.
Avvolgimento a passo frazionario: per ottenere la massima f.e.m., l'arco della spira dovrebbe corrispondere al passo del polo. Tuttavia, riducendo l'arco della spira all'ottanta percento (8/10) del passo del polo, si può ancora indurre una f.e.m. significativa. Questo è chiamato avvolgimento a passo frazionario.
A causa di diversi conduttori posizionati in un singolo alloggio, il numero degli alloggi si riduce nel nucleo dell'armatura, rendendo i denti dell'armatura meccanicamente più robusti. L'isolamento e la protezione delle spire sono anche migliorati.
Il costo di fabbricazione sarà ridotto nell'avvolgimento a tamburo perché qui dobbiamo costruire meno spire.
Definizione di Avvolgimento a Anello Gramme
Un avvolgimento a anello è il tipo di avvolgimento dell'armatura in cui il filo viene avvolto alternativamente sulle superfici esterna e interna di un nucleo cilindrico o a forma di anello. L'avvolgimento a anello Gramme è un vecchio tipo di avvolgimento dell'armatura. In questo avvolgimento, l'armatura è costituita da un cilindro o anello cavo fatto di laminazioni di ferro. Il nucleo è avvolto con filo isolato in spirale intorno all'anello.
L'avvolgimento è continuo e quindi chiuso. Collegiamo le spire tra i pennelli in serie. La figura mostra l'avvolgimento a anello Gramme e il suo circuito equivalente. Possiamo vedere che c'è un numero uguale di conduttori generatori di tensione posizionati su ogni lato dell'armatura.
Tappiamo il filo a intervalli regolari e li colleghiamo ai segmenti del commutatore. Ci sono due percorsi tra i pennelli positivi e negativi, collegati in parallelo. Le spire 1 a 6 formano un percorso, mentre le spire 7 a 12 formano l'altro.
Quando l'armatura ruota in senso orario, viene indotta una f.e.m. nei conduttori. La direzione della f.e.m. indotta e la direzione della corrente saranno verso l'interno nel caso dei conduttori sotto il polo N secondo la regola della mano destra di Fleming. Nel caso dei conduttori sotto il polo S, la direzione della f.e.m. indotta e la direzione della corrente saranno verso l'esterno.
Secondo la regola della mano destra di Fleming, tenete la vostra mano destra con il pollice, l'indice e il medio ad angoli retti. L'indice indica la direzione del campo magnetico, il pollice indica il movimento e il medio punta alla corrente indotta.
Pertanto, la f.e.m. generata nei due percorsi è in direzioni opposte come mostrato nella figura sopra. La f.e.m. generata in ciascun percorso è additiva dal basso verso l'alto su ciascun lato. Poiché ci sono due percorsi paralleli, la tensione per percorso è la tensione generata dalla macchina, e ciascun percorso fornisce metà della corrente di uscita nel circuito esterno.
Vantaggi dell'Avvolgimento a Anello Gramme
Il principio di funzionamento dell'armatura è più semplice perché non ci sono incroci di conduttori nell'avvolgimento.
Lo stesso avvolgimento può essere impiegato teoricamente con 2, 4, 6 o 8 poli.
Svantaggi dell'Avvolgimento a Anello Gramme
La parte di questo avvolgimento situata sul lato interno dell'anello di ferro taglia pochissime linee di flusso. Pertanto, vi è una tensione indotta molto bassa. Per questo motivo, non è ampiamente utilizzato.
Con lo stesso numero di poli e la stessa velocità dell'avvolgimento dell'armatura, la f.e.m. indotta nell'avvolgimento a anello Gramme è la metà della f.e.m. indotta nell'avvolgimento a tamburo.
Poiché la parte interna dell'anello agisce solo come connettori, c'è uno spreco di rame.
Le riparazioni e la manutenzione sono molto costose.
L'isolamento dell'avvolgimento è molto difficile.
È necessaria un'eccitazione di campo forte per produrre il flusso richiesto, poiché la costruzione richiede un grande spazio a vuoto.
