Обмотка на ротора на альтернатор
Обмотката на ротора в алтернатора може да бъде или затворена, или отворена. Затворената обмотка образува звезда в обмотката на ротора на алтернатора.
Има някои общи свойства на обмотката на ротора.
Първото и най-важно свойство на обмотката на ротора е, че двете страни на всяка спирала трябва да са под две съседни полюса. Това означава, че разстоянието между спирали = разстоянието между полюси.
Обмотката може да бъде или с едно слойче, или с два слоя.
Обмотката е така подредена в различни пази на ротора, че трябва да произвежда синусоидална ЕДС.
Видове обмотки на ротора на алтернатора
Има различни видове обмотки на ротора, използвани в алтернатора. Обмотките могат да бъдат класифицирани като
Еднофазна и многофазна обмотка на ротора.
Концентрирана обмотка и разпределена обмотка.
Половина обвита и цяла обвита обмотка.
Обмотка с един слой и обмотка с два слоя.
Лап, вълна и концентрична или спирална обмотка и
Обмотка с пълна стъпка и обмотка с частична стъпка.
Освен тези, обмотката на ротора на алтернатора може да бъде и интегрална пазова обмотка и фракционна пазова обмотка.
Еднофазна обмотка на ротора
Еднофазната обмотка на ротора може да бъде или концентрирана, или разпределена.
Концентрирана обмотка на ротора
Концентрираната обмотка се използва, когато броят на пазите на ротора е равен на броя на полюсите в машината. Тази обмотка на ротора на алтернатора дава максимален изходящ напряжение, но не точно синусоидално.
Най-простата еднофазна обмотка е показана по-долу на фигура 1. Тук, броят на полюсите = броят на пазите = броят на страните на спиралата. Тук, едната страна на спиралата е в един паз под един полюс, а другата страна на спиралата е в друг паз под следващия полюс. Наведената ЕДС в едната страна на спиралата се добавя към тази на съседната страна на спиралата.
Тази конфигурация на обмотката на ротора в алтернатора се нарича скелетна вълнова обмотка. Според фигура 1, страната на спиралата 1 под N-полюс е свързана с страната на спиралата 2 под S-полюс отзад и страната на спиралата 3 отпред и т.н.
Посоката на наведената ЕДС на страната на спиралата 1 е нагоре, а наведената ЕДС в страната на спиралата 2 е надолу. Отново, тъй като страната на спиралата 3 е под N-полюс, тя ще има ЕДС в посока нагоре и т.н. Следователно, общата ЕДС е сумата на ЕДС-та на всички страни на спиралата. Тази форма на обмотка на ротора е доста проста, но рядко се използва, тъй като изисква значително пространство за крайни връзки на всяка страна на спиралата или проводник. Можем да преодолеем този проблем до известна степен, като използваме многопътна спирала. Използваме многопътна полуобвита обмотка, за да получим по-високо напряжение. Тъй като спирали покриват само половината периферия на ротора, тази обмотка се нарича полуобвита или хемитропна обмотка. Фигура 2 показва това. Ако разпределим всички спирали през цялата периферия на ротора, тогава обмотката на ротора се нарича цялообвита обмотка.
Фигура 3 показва двуслойна обмотка, където едната страна на всяка спирала е поставена върху паза на ротора, а другата страна в дъното на паза. (Представена с пунктиращи линии).
Разпределена обмотка на ротора на алтернатора
За да се получи гладка синусоидална вълна на ЕДС, проводниците се поставят в няколко паза под един полюс. Тази обмотка на ротора се нарича разпределена обмотка. Въпреки че разпределената обмотка на ротора в алтернатора намалява ЕДС, все пак тя е много използвана поради следните причини.
Тя също намалява гармоничната ЕДС и така формата на вълната се подобрява.
Тя също намалява реакцията на ротора.
Равномерното разпределение на проводниците помага за по-добро охлаждане.
Ядрото е използвано напълно, тъй като проводниците са разпределени в пазите на периферията на ротора.
Лап обмотка на алтернатора
Пълнопрофилна лап обмотка на алтернатора с 4 полюса, 12 паза и 12 проводника (по един проводник в паз) е показана по-долу.
Задния профил на обмотката е равен на броя на проводниците на полюс, т.е. = 3, а предния профил е равен на задния профил минус едно. Обмотката е завършена за всяка двойка полюси и след това е свързана в сериен режим, както е показано на фигура 4 по-долу.
Вълнова обмотка на алтернатора
Вълновата обмотка на същата машина, т.е. четири полюса, 12 паза, 12 проводника е показана на фигура е по-долу. Тук, задният и предният профил са равни на определен брой проводници на полюс.
Концентрична или спирална обмотка
Тази обмотка за същата машина, т.е. четири полюса, 12 паза, 12 проводника алтернатор, е показана на фигура f по-долу. В тази обмотка, спирали са с различни профили. Външният профил на спиралата е 5, средният профил на спиралата е 3, а вътрешният профил на спиралата е 1.
Многофазна обмотка на ротора на алтернатора
Преди да обсъдим многофазната обмотка на ротора на алтернатора, трябва да преминем през някои свързани термини за по-добро разбиране.
Група спирали
Това е продукт от броя на фазите и броя на полюсите в ротационна машина.
Група спирали = брой полюси × брой фази.
Балансирани обмотки
Ако под всяко лице на полюс има равен брой спирали на различни фази, тогава обмотката се нарича балансирани обмотки. В балансирани обмотки, групата спирали трябва да е четно число.
Небалансирани обмотки
