Ovinutí statoru alternátoru
Cívkové zanoření v alternátoru může být buď uzavřeného nebo otevřeného typu. Uzavřené zanoření tvoří hvězdicové spojení v cívkovém zanoření alternátoru.
Existuje několik běžných vlastností cívkového zanoření.
První a nejdůležitější vlastností cívkového zanoření je, že obě strany každé cívky by měly být pod dvěma sousedními póly. To znamená, že rozpětí cívky = pólový krok.
Zanoření může být jednovrstevné nebo dvouvrstevné.
Zanoření je takto uspořádáno v různých cívkových štěrbinech, aby vytvářelo sinusoidální emf.
Typy cívkového zanoření alternátoru
Existují různé typy cívkového zanoření používané v alternátorech. Zanoření lze klasifikovat jako
Jednofázové a vícefázové cívkové zanoření.
Soustředěné zanoření a rozprostředěné zanoření.
Půlcívkové a celocívkové zanoření.
Jednovrstevné a dvouvrstevné zanoření.
Lapové, vlnkové a koncentrické nebo spirálové zanoření a
Úplně nastavené cívkové zanoření a zanoření s částečným nastavením cívky.
Kromě toho může cívkové zanoření alternátoru být také integrované čívkové zanoření a čívkové zanoření s částečným počtem čívek.
Jednofázové cívkové zanoření
Jednofázové cívkové zanoření může být buď soustředěného nebo rozprostředěného typu.
Soustředěné cívkové zanoření
Soustředěné zanoření se používá, když počet štěrbin na cívce je roven počtu pólů v stroji. Toto cívkové zanoření alternátoru poskytuje maximální výkon napětí, ale není přesně sinusovité.
Nejjednodušší jednofázové zanoření je znázorněno níže na obrázku-1. Zde je počet pólů roven počtu štěrbin, který je roven počtu stran cívky. Zde je jedna strana cívky v jedné štěrbince pod jedním pólům a druhá strana cívky v jiné štěrbince pod dalším pólům. Emf vyvolané v jedné straně cívky se přičte k emf vedlejší strany cívky.
Toto uspořádání cívkového zanoření v alternátoru se nazývá kostra vlnkového zanoření. Podle obr. 1 je strana cívky-1 pod pólům N spojena se stranou cívky-2 pod pólům S na zadní straně a stranou cívky-3 na přední straně atd.
Směr vyvolaného emf strany cívky-1 je směrem nahoru a emf vyvolané v straně cívky-2 je směrem dolů. Opět, protože strana cívky-3 je pod pólům N, bude mít emf směrem nahoru atd. Celkové emf je tedy součtem emf všech stran cívky. Tato forma cívkového zanoření je velmi jednoduchá, ale zřídka používaná, protože vyžaduje značný prostor pro konec spojení každé strany cívky nebo vodiče. Tento problém můžeme do určité míry překonat použitím vícekruhových cívek. Používáme vícekruhové půlcívkové zanoření, abychom získali vyšší emf. Protože cívky pokrývají pouze jednu polovinu obvodu cívky, označujeme toto zanoření jako půlcívkové nebo hemi-tropické zanoření. Obr. 2 to ukazuje. Pokud rozdělíme všechny cívky po celém obvodu cívky, pak se cívkové zanoření označuje jako celocívkové zanoření.
Obr. 3 ukazuje dvouvrstevné zanoření, kde umístíme jednu stranu každé cívky na vrchu štěrbiny cívky a druhou stranu vespod štěrbiny. (Zobrazeno tečkovanými linkami).
Rozprostředěné cívkové zanoření alternátoru
Pro dosažení hladké sinusovité emf vlny jsou vodiče umístěny v několika štěrbinách pod jedním pólům. Toto cívkové zanoření se nazývá rozprostředěné zanoření. Ačkoli rozprostředěné cívkové zanoření v alternátoru snižuje emf, stále je velmi užitečné z následujících důvodů.
Sníží také harmonické emf a tak se vlnová forma zlepší.
Sníží také reakci cívky.
Rovnoměrné rozložení vodičů pomáhá k lepšímu chlazení.
Jádro je plně využito, protože vodiče jsou rozprostředěni po štěrbinách na obvodu cívky.
Lapové zanoření alternátoru
Úplně nastavené lapové zanoření s 4 pólů, 12 štěrbin, 12 vodiči (jeden vodič na štěrbinku) alternátoru je znázorněno níže.
Zadní krok zanoření je roven počtu vodičů na pól, tedy = 3 a přední krok je roven zadnímu kroku minus jeden. Zanoření je dokončeno pro každou dvojici pólů a poté propojeno sériově, jak je znázorněno na obr. – 4 níže.
Vlnkové zanoření alternátoru
Vlnkové zanoření stejného stroje, tedy čtyřpólové, 12 štěrbin, 12 vodičů, je znázorněno na obr. e níže. Zde jsou zadní krok a přední krok oba rovny několika vodičům na pól.
Koncentrické nebo spirálové zanoření
Toto zanoření pro stejný stroj, tedy čtyřpólový, 12 štěrbin, 12 vodičů alternátor, je znázorněno na obr. f níže. V tomto zanoření mají cívky různé kroky. Vnější krok cívky je 5, střední krok cívky je 3 a vnitřní krok cívky je 1.
Vícefázové cívkové zanoření alternátoru
Před diskusí o vícefázovém cívkovém zanoření alternátoru bychom měli projít některé související termíny pro lepší pochopení.
Skupina cívek
Je to produkt počtu fází a počtu pólů v otáčivém stroji.
Skupina cívek = počet pólů × počet fází.
Vyvážené zanoření
Pokud pod každou pólou jsou stejné počty cívek různých fází, pak se zanoření označuje jako vyvážené zanoření. U vyváženého zanoření by měla skupina cívek být sudé číslo.
Nevyvážené zanoření
Pokud počet cívek ve skupině cívek není celé číslo, pak se zanoření nazývá nevyvážené zanoření. V takovém případě obsahuje každá pólou nerovnoměrné množství cívek různých fází. U dvoufázového alternátoru jsou dvě jednofázová zanoření umístěna na cívce vzájemně od sebe v elektrickém úhlu 90 stupňů.
