Enrotllament de l'armadura de l'alternador

L'enrotllament de l'armadura en un alternador pot ser de tipus tancat o obert. L'enrotllament tancat forma una connexió en estrella en l'enrotllament de l'armadura de l'alternador.
Hi ha algunes propietats comunes de l'enrotllament de l'armadura.

1. La primera i més important propietat de l'enrotllament de l'armadura és que les dues cares de qualsevol bobina haurien de trobar-se sota dos pols adjacents. Això significa que la llargada de la bobina = el pas del pol.

2. L'enrotllament pot ser de capa simple o doble capa.

3. L'enrotllament està disposat en diferents ranures de l'armadura de manera que produeixi una f.e.m. sinusoidal.

Tipus d'enrotllament de l'armadura de l'alternador

Hi ha diferents tipus d'enrotllament de l'armadura utilitzats en l'alternador. Els enrotllaments es poden classificar com

1. Enrotllament de l'armadura monofàsic i polifàsic.

2. Enrotllament concentrat i distribuït.

3. Enrotllament semicoilat i totalment coilat.

4. Enrotllament de capa simple i doble capa.

5. Enrotllament en lap, onda i concèntric o espiral, i

6. Enrotllament de bobines de llargada completa i fraccionada.

A més a més d'aquests, l'enrotllament de l'armadura de l'alternador també pot ser enrotllament de ranures integrals i fraccionades.

Enrotllament de l'armadura monofàsic

L'enrotllament de l'armadura monofàsic pot ser de tipus concentrat o distribuït.

Enrotllament concentrat de l'armadura

L'enrotllament concentrat s'utilitza quan el nombre de ranures de l'armadura és igual al nombre de pols de la màquina. Aquest enrotllament de l'armadura de l'alternador proporciona una sortida de voltatge màxima, però no exactament sinusoidal.

El més simple enrotllament monofàsic es mostra a continuació en la figura-1. Aquí, el nombre de pols = el nombre de ranures = el nombre de cares de la bobina. Aquí, una cara de la bobina està dins d'una ranura sota un pol i l'altra cara de la bobina està dins d'una altra ranura sota el següent pol. La f.e.m. induïda en una cara de la bobina s'afegeix a la de la cara de la bobina adjacente.

Aquesta disposició de l'enrotllament de l'armadura en un alternador es coneix com a enrotllament en onda esquelet. Segons la fig-1, la cara-1 de la bobina sota el pol N està connectada a la cara-2 de la bobina sota el pol S a l'esquena i la cara-3 a la part frontal i així successivament.
La direcció de la f.e.m. induïda a la cara-1 és cap amunt i la f.e.m. induïda a la cara-2 és cap avall. De nou, ja que la cara-3 està sota el pol N, tindrà una f.e.m. en la direcció cap amunt i així successivament. Per tant, la f.e.m. total és la suma de la f.e.m. de totes les cares de la bobina. Aquesta forma d'enrotllament de l'armadura és bastant simple, però rarament s'utilitza perquè requereix un espai considerable per a les connexions finals de cada cara de la bobina o conductor. Podem superar aquest problema, en certa mesura, utilitzant bobines de múltiples voltes. Utilitzem l'enrotllament de mitja volta amb múltiples voltes per obtenir una f.e.m. més elevada. Com que les bobines cobreixen només la meitat de la periferia de l'armadura, referim aquest enrotllament com a enrotllament de mitja volta o hemitropic. La Figura – 2 ho mostra. Si distribuïm totes les bobines sobre tota la periferia de l'armadura, aleshores l'enrotllament de l'armadura es refereix com a enrotllament de volta completa.

La Figura 3 mostra un enrotllament de doble capa, on col·loquem un costat de cada bobina a la part superior de la ranura de l'armadura, i l'altre costat a la part inferior de la ranura. (Representat per línies puntejades).

Enrotllament distribuït de l'armadura de l'alternador

Per obtenir una ona de f.e.m. sinusoidal suau, els conductors es col·loquen en diverses ranures sota un sol pol. Aquest enrotllament de l'armadura es coneix com a enrotllament distribuït. Tot i que l'enrotllament distribuït de l'armadura en l'alternador reduïx la f.e.m., encara és molt útil per les raons següents.

1. També redueix la f.e.m. harmònica i per tant millora la forma d'ona.

2. També disminueix la reacció de l'armadura.

3. La distribució uniforme dels conductors, ajuda a un refredament millor.

4. El nucli es fa servir completament ja que els conductors estan distribuïts sobre les ranures de la periferia de l'armadura.

Enrotllament en lap de l'alternador

S'ha representat a continuació l'enrotllament en lap de ple pas de quatre pols, dotze ranures i dotze conductors (un conductor per ranura) d'un alternador.
El pas posterior de l'enrotllament és igual al nombre de conductors per pol, és a dir, = 3 i el pas anterior és igual al pas posterior menys un. L'enrotllament es completa per parella de pols i després es connecta en sèrie com es mostra a la figura – 4 a continuació.

Enrotllament en onda de l'alternador

S'ha representat a continuació l'enrotllament en onda de la mateixa màquina, és a dir, quatre pols, dotze ranures, dotze conductors a la figura-e a continuació. Aquí, el pas posterior i el pas anterior són iguals a alguns conductors per pol.

Enrotllament concèntric o espiral

Aquest enrotllament per a la mateixa màquina, és a dir, quatre pols, dotze ranures, dotze conductors d'un alternador, es mostra a continuació en la figura-f. En aquest enrotllament, les bobines tenen diferents passes. La passa exterior és 5, la passa central és 3 i la passa interior és 1.

Enrotllament de l'armadura polifàsic de l'alternador

Abans de discutir l'enrotllament polifàsic de l'enrotllament de l'armadura de l'alternador, hauríem de repassar alguns termes relacionats per a una millor comprensió.

Grup de bobines

És el producte del nombre de fases i el nombre de pols en una màquina rotativa.
Grup de bobines = nombre de pols × el nombre de fases.

Enrotllament equilibrat

Si sota cada pol hi ha un nombre igual de bobines de diferents fases, llavors l'enrotllament es diu que és equilibrat. En l'enrotllament equilibrat, el grup de bobines hauria de ser un nombre parell.

Enrotllament desequilibrat

Si el nombre de bobines per grup de bobines no és un nombre enter, l'enrotllament es coneix com a enrotllament desequilibrat. En aquest cas, cada cara de pol conté un nombre desigual de bobines de diferents fases. En un alternador bifàsic, es col·loquen dos enrotllaments monofàsics a l'armadura separats 90 graus elèctrics l'un de l'altre.
En el cas d'un alternador trifàsic, es col·loquen tres enrotllaments monofàsics a l'armadura, separats 60 graus (elèctrics) l'un de l'altre.
La figura següent representa un enrotllament esquelet de 2 fases i 4 pols, amb dues ranures per pol. La diferència de fase elèctrica entre ranures adjacents = 180/2 = 90 graus elèctrics).

Els punts a i b són els punts d'inici de la primera i segona fase de l'enrotllament de l'alternador bifàsic. a’ i b’ són els punts final de la primera i segona fase