ประเภทขาคางกบและวงจรคลื่น

คำนิยามของการพันขดลวดแบบขาคางคก

การพันขดลวดแบบขาคางคกเป็นการรวมกันของการพันขดลวดแบบคลื่นซ้อนและแบบวงกลมในช่องเดียวกัน มันรักษาข้อดีของทั้งการพันขดลวดแบบวงกลมและการพันขดลวดแบบคลื่นโดยไม่มีข้อเสียที่ตามมา

การพันขดลวดแบบวงกลมและแบบคลื่นมีจำนวนทางขนานเท่ากัน ซึ่งเชื่อมต่อไปยังคอมมิวเตเตอร์เดียวกัน

การพันขดลวดแบบขาคางคกมีจำนวนทางขนานเท่ากับการพันขดลวดแบบวงกลมสองชุด เนื่องจากส่วนของการพันขดลวดแบบวงกลมให้ 'P' จำนวนทางขนาน และส่วนของการพันขดลวดแบบคลื่นซ้อนก็ให้ 'P' จำนวนทางขนานเช่นกัน ดังนั้นจำนวนรวมจึงเป็น 2P ทางขนาน (ซึ่งเท่ากับจำนวนทางขนานของการพันขดลวดแบบวงกลมสองชุด)

ข้อดีของการพันขดลวดแบบขาคางคก

การพันขดลวดนี้มีจำนวนทางขนานมากกว่า และอัตรากระแสและแรงดันสูงกว่าการพันขดลวดแบบวงกลมหรือแบบคลื่น การพันขดลวดแบบขาคางคกถูกออกแบบมาสำหรับใช้งานกับกระแสและแรงดันปานกลาง

การพันขดลวดเหล่านี้เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม-ขนาน องค์ประกอบคลื่นใด ๆ และองค์ประกอบวงกลมที่ตามมาจะเชื่อมต่อกับคอมมิวเตเตอร์ห่างกันสองระยะโพลในลำดับอนุกรม สองเซ็กเมนต์คอมมิวเตเตอร์นี้ห่างกัน 360 องศาไฟฟ้าและสร้างแรงดันสุทธิเป็นศูนย์ ดังนั้น การพันขดลวดแบบวงกลม-คลื่นของขาคางคกจึงได้รับการปรับสมดุลทั้งหมดและลดการใช้ตัวปรับสมดุล นี่คือเหตุผลที่เครื่องจักรไฟฟ้ากระแสตรงขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ใช้การพันขดลวดแบบขาคางคก

คำนิยามของการพันขดลวดแบบกระบอก

การพันขดลวดชนิดนี้เป็นการวางคอนดักเตอร์ในช่องบนพื้นผิวอาร์เมเจอร์ทรงกระบอกและเชื่อมต่อกันโดยการเชื่อมต่อหน้าและหลังที่ปลายขดลวด การพันขดลวดแบบกระบอกถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของการพันขดลวดแบบวงแหวน

ข้อดีของการพันขดลวดแบบกระบอก

แต่ละการพันขดลวดที่วางอยู่ในช่องอาร์เมเจอร์จะล้อมรอบแกนกลาง ทำให้ความยาวทั้งหมดของคอนดักเตอร์ยกเว้นการเชื่อมต่อปลาย ตัดฟลักซ์แม่เหล็กหลัก ดังนั้นแรงดันที่เกิดขึ้นจากการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ประเภทนี้จึงมากกว่าการพันขดลวดแบบ Gramme-ring

ขดลวดสามารถถูกสร้างและฉนวนก่อนนำไปวางในช่องอาร์เมเจอร์ ดังนั้นค่าใช้จ่ายสามารถลดลงได้

สองด้านของขดลวดวางอยู่ภายใต้สองขั้วต่างกัน ขั้วเหนือและขั้วใต้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในพวกมันจะเป็นการบวกกันด้วยการเชื่อมต่อปลาย

การพันขดลวดแบบ pitch เศษส่วนสามารถใช้ในการพันขดลวดแบบกระบอก ข้อดีของการพันขดลวดแบบ pitch เศษส่วนคือมันช่วยประหยัดทองแดงในการเชื่อมต่อปลาย การสลับขั้วไฟฟ้าก็ได้รับการปรับปรุงเนื่องจากมีความเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดน้อยลง

การพันขดลวดแบบ pitch เศษส่วน: เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด ความยาวขดลวดควรตรงกับระยะโพล อย่างไรก็ตาม การลดความยาวขดลวดลงเป็นแปดในสิบ (8/10) ของระยะโพลยังคงสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้มาก นี่เรียกว่าการพันขดลวดแบบ pitch เศษส่วน

เนื่องจากมีคอนดักเตอร์หลายตัววางอยู่ในช่องเดียว จำนวนช่องในแกนอาร์เมเจอร์ลดลง ฟันของแกนอาร์เมเจอร์จึงแข็งแรงขึ้น การป้องกันและการเคลือบขดลวดก็ได้รับการปรับปรุง

ค่าใช้จ่ายในการผลิตจะลดลงในการพันขดลวดแบบกระบอก เนื่องจากเราต้องสร้างขดลวดน้อยลง

คำนิยามของการพันขดลวดแบบ Gramme Ring

การพันขดลวดแบบวงแหวนเป็นการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ที่ลวดพันรอบพื้นผิวนอกและภายในของแกนทรงกระบอกหรือวงแหวน โดยการพันขดลวดแบบ Gramme-ring เป็นการพันขดลวดอาร์เมเจอร์แบบเก่า ในการพันขดลวดนี้ อาร์เมเจอร์ประกอบด้วยกระบอกหรือวงแหวนที่ทำจากแผ่นเหล็ก พันด้วยสายไฟที่มีฉนวนหุ้มรอบวงแหวน

การพันขดลวดนี้เป็นการพันแบบต่อเนื่องและปิด เราเชื่อมต่อขดลวดระหว่างแปรงในลำดับอนุกรม ภาพแสดงการพันขดลวดแบบ Gramme-Ring และวงจรเทียบเท่า เราสามารถเห็นว่ามีจำนวนคอนดักเตอร์ที่สร้างแรงดันไฟฟ้าเท่ากันวางอยู่ทั้งสองด้านของอาร์เมเจอร์

เราต่อสายไฟที่ช่วงเวลาปกติและเชื่อมต่อกับเซ็กเมนต์คอมมิวเตเตอร์ มีสองทางระหว่างแปรงบวกและลบ เชื่อมต่อกันแบบขนาน ขดลวด 1 ถึง 6 สร้างทางหนึ่ง ในขณะที่ขดลวด 7 ถึง 12 สร้างทางอื่น

เมื่ออาร์เมเจอร์หมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกา แรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในคอนดักเตอร์ ทิศทางของแรงดันไฟฟ้าและทิศทางของกระแสจะเป็นเข้าในกรณีของคอนดักเตอร์ภายใต้ขั้วเหนือ โดยกฎของ Fleming ขวา ในกรณีของคอนดักเตอร์ภายใต้ขั้วใต้ ทิศทางของแรงดันไฟฟ้าและทิศทางของกระแสจะเป็นออก

ตามกฎของ Fleming ขวา จับมือขวาของคุณโดยให้นิ้วโป้ง นิ้วชี้ และนิ้วกลางอยู่ในมุมฉาก นิ้วชี้แสดงทิศทางสนามแม่เหล็ก นิ้วโป้งแสดงการเคลื่อนไหว และนิ้วกลางชี้ไปที่กระแสที่เกิดขึ้น

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในสองทางจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามตามที่แสดงในภาพด้านบน แรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในแต่ละทางจะเป็นการบวกจากล่างขึ้นบนในแต่ละด้าน เนื่องจากมีสองทางขนาน แรงดันไฟฟ้าต่อทางคือแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเครื่องจักร และแต่ละทางให้กระแสครึ่งหนึ่งในวงจรภายนอก

ข้อดีของการพันขดลวดแบบ Gramme Ring

• หลักการการทำงานของอาร์เมเจอร์ง่ายขึ้นเนื่องจากไม่มีการข้ามคอนดักเตอร์ในการพันขดลวด

• การพันขดลวดเดียวกันสามารถใช้กับขั้ว 2, 4, 6 หรือ 8 ได้ในทางทฤษฎี

• ข้อเสียของการพันขดลวดแบบ Gramme Ring

• ส่วนของการพันขดลวดที่ตั้งอยู่ภายในวงแหวนเหล็กตัดฟลักซ์แม่เหล็กน้อย ดังนั้นมันมีแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นน้อย ด้วยเหตุนี้ มันจึงไม่ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลาย

• ด้วยจำนวนขั้วเดียวกันและความเร็วของอาร์เมเจอร์เดียวกัน แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในการพันขดลวดแบบ Gramme-ring คือครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในการพันขดลวดแบบกระบอก

• เนื่องจากส่วนที่อยู่ภายในวงแหวนภายในทำงานเป็นแค่ตัวเชื่อมต่อ จึงมีการสิ้นเปลืองทองแดง

• การซ่อมแซมและการบำรุงรักษาค่าใช้จ่ายสูง

• การฉนวนกันการพันขดลวดยาก

• ต้องใช้การกระตุ้นสนามแม่เหล็กที่แรงเพื่อสร้างฟลักซ์ที่ต้องการ เนื่องจากโครงสร้างต้องการช่องว่างอากาศที่ใหญ่