Tipos de Enrolamento Pé de Rã e Ondulado

Definição de Bobinamento em Forma de Perna de Rã

Um bobinamento em forma de perna de rã é uma combinação de um enrolamento ondulante múltiplo e um enrolamento lap simples nas mesmas ranhuras. Ele retém as vantagens de ambos os tipos de enrolamentos lap e ondulantes sem suas desvantagens inerentes.

Os enrolamentos lap e ondulantes têm cada um um número igual de caminhos paralelos, que estão conectados ao mesmo coletor de corrente.

O bobinamento em forma de perna de rã tem tantos caminhos paralelos quanto os enrolamentos lap duplos, pois a parte do enrolamento lap simples fornece 'P' número de caminhos paralelos e a seção ondulante múltipla também fornece 'P' número de caminhos paralelos. Portanto, o total é 2P caminhos em paralelo (que é o mesmo número de um enrolamento lap duplo).

Vantagens do Bobinamento em Forma de Perna de Rã

Este bobinamento tem mais caminhos paralelos e a classificação de corrente e tensão é maior do que a dos enrolamentos lap ou ondulantes. Estes armadilhos com bobinamento em forma de perna de rã são projetados para uso com corrente e tensão moderadas.

Estes bobinamentos são conectados em série-paralelo. Qualquer elemento ondulante e o elemento lap subsequente conectado no coletor exatamente dois passos polares de distância em uma combinação em série. Esses dois segmentos do coletor estão exatamente 360 graus elétricos de distância e desenvolvem tensão neta zero. Portanto, esta combinação lap-ondulante de um bobinamento em forma de perna de rã está totalmente equalizada e elimina o uso de um equalizador. É por isso que a maioria das máquinas CC de grande porte usa armadilhos com bobinamento em forma de perna de rã.

Definição de Bobinamento em Tambor

Este é o tipo de bobinamento em que os condutores são colocados em ranhuras sobre a superfície do tambor do armadilho e conectados uns aos outros por conexões frontais e traseiras nas extremidades das espiras. O bobinamento em tambor é introduzido principalmente para superar as deficiências do bobinamento do tipo anel.

Vantagens do Bobinamento em Tambor

Cada bobinamento, colocado nas ranhuras do armadilho, rodeia o núcleo de tal forma que toda a extensão do condutor, exceto as conexões de extremidade, corta o fluxo magnético principal. Portanto, a tensão induzida neste tipo de bobinamento de armadilho é maior do que no bobinamento Gramme-anel.

As espiras, antes de serem colocadas nas ranhuras do armadilho, podem ser pré-formadas e isoladas. Assim, o custo pode ser reduzido.

Os dois lados da espira são colocados sob dois polos diferentes, um polo Norte e outro polo Sul, portanto, as tensões induzidas neles são sempre aditivas com a ajuda das conexões de extremidade.

O bobinamento de passo fracionário pode ser usado no bobinamento em tambor. A vantagem do bobinamento de passo fracionário é que ele proporciona economias substanciais no cobre das conexões de extremidade. A comutação também é melhorada devido à menor indutância mútua entre as espiras.

Bobinamento de passo fracionário: Para obter a tensão máxima, a abertura da espira deve corresponder ao passo do polo. No entanto, reduzir a abertura da espira para oito décimos (8/10) do passo do polo ainda pode induzir tensão significativa. Isso é chamado de bobinamento de passo fracionário.

Devido a vários condutores serem colocados em uma única ranhura, o número de ranhuras é reduzido no núcleo do armadilho, tornando os dentes do núcleo do armadilho mecanicamente mais fortes. A laminação e a proteção das espiras também são melhoradas.

O custo de fabricação será reduzido no bobinamento em tambor, pois aqui temos que construir menos espiras.

Definição de Bobinamento em Anel Gramme

Um bobinamento em anel é o tipo de bobinamento de armadilho em que o fio é enrolado alternadamente nas superfícies externa e interna de um núcleo cilíndrico ou em forma de anel. O tipo de bobinamento de armadilho Gramme-anel é um tipo antigo de bobinamento de armadilho. Neste bobinamento, o armadilho consiste em um cilindro oco ou anel feito de laminas de ferro. O núcleo é enrolado com fio isolado espiralmente sobre o anel.

O bobinamento é contínuo e, portanto, é fechado. Conectamos as espiras entre escovas em série. A figura mostra o bobinamento do tipo Gramme-anel e seu circuito equivalente. Podemos ver que há um número igual de condutores geradores de tensão colocados em cada lado do armadilho.

Tapeamos o fio em intervalos regulares e os conectamos aos segmentos do coletor. Há dois caminhos entre as escovas positiva e negativa, conectados em paralelo. As espiras 1 a 6 formam um caminho, enquanto as espiras 7 a 12 formam o outro.

Quando o armadilho gira no sentido horário, então a tensão é induzida nos condutores. A direção da tensão induzida e a direção da corrente serão internas no caso dos condutores sob o polo N, de acordo com a regra da mão direita de Fleming. No caso dos condutores sob o polo S, a direção da tensão induzida e a direção da corrente serão externas.

De acordo com a regra da mão direita de Fleming, segure sua mão direita com o polegar, o indicador e o dedo médio em ângulos retos. O indicador mostra a direção do campo magnético, o polegar indica o movimento e o dedo médio aponta para a corrente induzida.

Assim, as tensões geradas nos dois caminhos estão em direções opostas, como mostrado na figura acima. A tensão gerada em cada caminho é aditiva de baixo para cima em cada lado. Como há dois caminhos paralelos, a tensão por caminho é a tensão gerada pela máquina, e cada caminho fornece metade da corrente de saída no circuito externo.

Vantagens do Bobinamento em Anel Gramme

• O princípio de funcionamento do armadilho é mais simples, pois não há cruzamento de condutores no bobinamento.

• O mesmo bobinamento pode ser empregado teoricamente com 2, 4, 6 ou 8 polos.

• Desvantagens do Bobinamento em Anel Gramme

• A parte deste bobinamento localizada no lado interno do anel de ferro corta poucas linhas de fluxo. Portanto, eles têm tensão induzida muito pequena. Por esse motivo, ele não é amplamente utilizado.

• Com o mesmo número de polos e a mesma velocidade do bobinamento do armadilho, a tensão induzida no bobinamento Gramme-anel é metade da tensão induzida no bobinamento em tambor.

• Como a parte localizada dentro do anel interno atua apenas como conectores, há um desperdício de cobre.

• Reparos e manutenção são muito caros.

• A isolação do bobinamento é muito difícil.

• É necessário um forte campo de excitação para produzir o fluxo requerido, pois a construção exige uma grande lacuna de ar.