Alternator nga Armature Winding

Ang pagkakasulok ng armature sa isang alternator maaaring saradong tipo o bukas na tipo. Ang saradong pagkakasulok ay nagbibigay ng koneksyon ng bituin sa pagkakasulok ng armature ng alternator.
Mayroon ang pagkakasulok ng armature ng ilang karaniwang katangian.

1. Ang unang at pinakamahalagang katangian ng pagkakasulok ng armature ay, ang dalawang bahagi ng anumang coil ay dapat nasa ilalim ng dalawang magkatabing poles. Ito ibig sabihin, ang lapad ng coil = lapad ng pole.

2. Ang pagkakasulok maaaring single layer o double layer.

3. Ang pagkakasulok ay inaayos sa iba't ibang slot ng armature, upang ito ay dapat lumikha ng sinusoidal emf.

Mga Uri ng Pagkakasulok ng Armature ng Alternator

Mayroong iba't ibang mga uri ng pagkakasulok ng armature na ginagamit sa alternator. Ang mga pagkakasulok ay maaaring ikategorya bilang

1. Single phase at poly phase armature winding.

2. Concentrated winding at distributed winding.

3. Half coiled at whole coiled winding.

4. Single layer at double layer winding.

5. Lap, wave, at concentric o spiral winding at

6. Full pitched coil winding at fractional pitched coil winding.

Sa kabila nito, armature winding of alternator maaari ring integral slot winding at fractional slot winding.

Single Phase Armature Winding

Single phase armature winding maaaring concentrated o distributed type.

Concentrated Armature Winding

Ang concentrated winding ay ginagamit kung ang bilang ng slots sa armature ay kapareho ng bilang ng poles sa makina. Ang armature winding ng alternator na ito ay nagbibigay ng maximum output voltage ngunit hindi eksaktong sinusoidal.

Ang pinakasimple na single-phase winding ay ipinapakita sa ibaba sa figure-1. Dito, ang bilang ng poles = bilang ng slots = bilang ng coil sides. Sa bawat coil side ay nasa loob ng isang slot sa ilalim ng isang pole at ang ibang coil side naman ay nasa loob ng ibang slot sa ilalim ng susunod na pole. Ang emf na naiindukdo sa isang coil side ay idinadagdag sa adjacent coil side.

Ang pagkakasulok ng armature sa isang alternator na ito ay tinatawag na skeleton wave winding. Ayon sa fig-1, ang coil side-1 sa ilalim ng N-pole ay konektado sa coil side-2 sa ilalim ng S-pole sa likod at coil side-3 sa harap at patuloy pa.
Ang direksyon ng naiindukdo na emf ng coil side-1 ay pataas at ang emf na naiindukdo sa coil side-2 ay pababa. Muli, dahil ang coil side-3 ay nasa ilalim ng N-pole, ito ay may emf na pataas at patuloy pa. Kaya ang kabuuang emf ay ang sum ng emf ng lahat ng coil sides. Ang anyo ng pagkakasulok ng armature na ito ay napakasimple ngunit madalas na hindi ginagamit dahil ito ay nangangailangan ng malaking espasyo para sa end connection ng bawat coil side o conductor. Maaring mapawi ito ng kaunti sa pamamagitan ng paggamit ng multi turns coil. Ginagamit natin ang multi-turn half coiled winding upang makakuha ng mas mataas na emf. Dahil ang coils ay nakakalampas lamang sa kalahati ng periphery ng armature, kaya tatawagin natin ito bilang Half coiled o Hemi – tropic winding. Ipinaliliwanag ito sa Figure – 2. Kung ipapamahala natin ang lahat ng coils sa buong periphery ng armature, ang pagkakasulok ng armature ay tinatawag na whole coiled winding.

Ipinaliliwanag sa Figure 3 ang double layer winding, kung saan inilalagay natin ang isang bahagi ng bawat coil sa itaas ng slot ng armature, at ang isa pang bahagi naman sa ilalim ng slot. (Kinakatawan ng dotted lines).

Distributed Armature Winding of Alternator

Upang makamit ang smooth sinusoidal emf wave form, conductors ay inilalagay sa maraming slots sa ilalim ng iisang pole. Ang pagkakasulok ng armature na ito ay tinatawag na distributed winding. Bagama't ang distributed armature winding sa alternator ay binabawasan ang emf, ito pa rin ay napakagamit dahil sa mga sumusunod na kadahilanan.

1. Ito din ay binabawasan ang harmonic emf kaya ang waveform ay nabubuo.

2. Ito din ay binabawasan ang armature reaction.

3. Ang pantay na distribusyon ng conductors, tumutulong sa mas mahusay na cooling.

4. Ang core ay ganap na ginagamit dahil ang mga conductors ay nailaganap sa mga slots sa periphery ng armature.

Lap Winding of Alternator

Ang full pitched lap winding ng 4 poles, 12 slots, 12 conductors (isa na conductor bawat slot) na alternator ay ipinapakita sa ibaba.
Ang back pitch ng pagkakasulok ay kapareho ng bilang ng conductors per pole, i.e., = 3 at ang front pitch ay kapareho ng back pitch minus one. Ang pagkakasulok ay natapos per pair ng pole at pagkatapos ay konektado sa serye tulad ng ipinapakita sa figure – 4 sa ibaba.

Wave Winding of Alternator

Ang wave winding ng parehong makina, i.e., apat na poles, 12 slots, 12 conductors ay ipinapakita sa figure-e sa ibaba. Dito, ang back pitch at front pitch parehong kapareho ng ilang conductor per pole.

Concentric or Spiral Winding

Ang pagkakasulok na ito para sa parehong makina, i.e., apat na poles 12 slots 12 conductors alternator ay ipinapakita sa figure-f sa ibaba. Sa pagkakasulok na ito, ang coils ay may iba't ibang pitches. Ang outer coil pitch ay 5, ang middle coil pitch ay 3, at ang inner coil pitch ay isa.

Poly Phase Armature Winding of Alternator

Bago pag-usapan ang poly phase armature winding of alternator, dapat nating basahin ang ilang mga termino na may kaugnayan dito para sa mas maunawaan.

Coil Group

Ito ang produkto ng bilang ng phases at bilang ng poles sa isang rotating machine.
Coil group = bilang ng poles × bilang ng phases.

Balanced Winding

Kung sa ilalim ng bawat pole face, may parehong bilang ng coils ng iba't ibang phases, ang pagkakasulok ay tinatawag na balanced winding. Sa balanced winding, ang coil group dapat na even number.

Unbalanced Winding

Kung ang bilang ng coils per coil group ay hindi buong numero, ang pagkakasulok ay tinatawag na unbalanced winding. Sa kasong ito, bawat pole face ay may hindi pantay na bilang ng coils ng iba't ibang phase. Sa two-phase alternator, dalawang single-phase windings ay inilalagay sa armature ng 90 electrical degrees apart mula sa bawat isa.
Sa three phase alternator, tatlong single-phase windings ay inilalagay sa armature, ng 60 degrees (electrical) apart mula sa bawat isa.
Ang larawan sa ibaba ay kumakatawan, sa Skelton 2 phase 4 pole winding, dalawang slots per pole. Ang electrical phase difference sa pagitan ng adjacent slots = 180/2 = 90 degree electrical).

Ang punto a at b ay starting point ng unang at pangalawang phase winding ng two, phase alternator. Ang a’ at b’ ay finishing point ng unang at pangalawang phase wining ng two-phase alternator, respectively. Ang larawan sa ibaba ay kumakatawan, sa Skelton 3 phase 4 pole winding, tatlong slots per pole. Ang electrical phase difference sa pagitan, ng adjacent slots ay 180/ 3 = 60 degree (electrical) a, b at c ay starting point ng Red, Yellow, at blue phases at a’, b’, at c’ ang finishing points ng parehong Red, Yellow at Blue phases ng three-phase winding.

Sabihin nating ang red phase winding ay nagsisimula sa slot no 1 at nagtatapos sa slot no 10. Ang yellow winding o pangalawang winding ay nagsisimula sa slot no 2 at nagtatapos sa slot no 11. Ang third o blue phase winding ay nagsisimula sa slot no 3 at nagtatapos sa slot no 12. Ang phase difference ng induced emfs, sa red phase at yellow, yellow phase at blue phase at blue phase at red phase winding respectively ng 60 degrees, 60 degree at 240 degrees