Armature Opløb af Alternator

Armeringsvinding i en alternator kan være enten lukket type eller åben type. Lukket vinding danner stjernet forbindelse i armeringsvinding af alternator.
Der er nogle fælles egenskaber ved armeringsvinding.

1. Den første og mest vigtige egenskab ved en armeringsvinding er, at de to sider af enhver spole skal være under to naboside poler. Det betyder, at spændvidde = poleafstand.

2. Vindingen kan enten være enlagret eller tolagret.

3. Vindingen er så arrangeret i forskellige armeringsslots, at den skal producere sinusformet spænding.

Typer af armeringsvinding af alternator

Der findes forskellige typer af armeringsvinding anvendt i alternator. Vindingerne kan inddeles som

1. Enfase- og polyfase-armeringsvinding.

2. Koncentreret vinding og fordelt vinding.

3. Halvkrøllede og hele krøllede vindinger.

4. Enlagret og tolagret vinding.

5. Lap-, bølge- og koncentrisk eller spiralvinding, og

6. Fuldpitchede spolevindinger og fraktionelle pitchede spolevindinger.

Ud over disse, kan armeringsvinding af alternator også være integral slot-vinding og fraktionel slot-vinding.

Enfase-armeringsvinding

Enfase-armeringsvinding kan være enten koncentreret eller fordelt type.

Koncentreret armeringsvinding

Den koncentrerede vinding anvendes, når antallet af slots på armeringen er lig med antallet af poler i maskinen. Denne armeringsvinding af alternator giver maksimal udgang spænding, men ikke præcis sinusformet.

Den mest simple enfasevinding vises nedenfor i figur-1. Her er antallet af poler = antallet af slots = antallet af spolesider. Her er en spoleside indeni en slot under en pol, og den anden spoleside indeni andre slots under næste pol. Spændingen induceret i en spoleside bliver tilføjet til den af den naboende spoleside.

Denne disposition af en armeringsvinding i en alternator kaldes skeltonbølgevinding. Ifølge figur-1 er spoleside-1 under N-pol forbundet til spoleside-2 under S-pol bagved og spoleside-3 foran osv.
Retningen af den inducerede spænding af spoleside-1 er opadgående, og spændingen induceret i spoleside-2 er nedadgående. Igen da spoleside-3 er under N-pol, vil den have spænding i opadgående retning osv. Derfor er den samlede spænding summeringen af spændingen af alle spolesider. Denne form for armeringsvinding er ganske simpel, men bruges sjældent, da dette kræver betydelig plads til endeforbindelse for hver spoleside eller ledere. Vi kan overkomme dette problem, noget ved at bruge flerslags spoler. Vi bruger flerslags halvkrøllede vindinger for at få højere spænding. Da spoler kun dækker en halv del af armeringens omkreds, henviser vi til denne vinding som halvkrøllede eller hemi-tropiske vindinger. Figur – 2 viser dette. Hvis vi fordeler alle spoler over hele armeringens omkreds, henviser vi til armeringsvindingen som hele krøllede vindinger.

Figur 3 viser en dobbeltlagret vinding, hvor vi placerer en side af hver spole på toppen af en armeringsslot, og den anden side i bunden af sloten. (Repræsenteret ved prikkede linjer).

Fordelt armeringsvinding af alternator

For at opnå en jævn sinusformet spændingsbølge, placeres lederne i flere slots under enkelt pol. Denne armeringsvinding kaldes fordelt vinding. Selvom fordelt armeringsvinding i alternator reducerer spændingen, er den stadig meget anvendelig af følgende grunde.

1. Den reducerer også harmoniske spændinger, og dermed forbedres bølgeformen.

2. Den mindsker også armeringsreaktionen.

3. Jævnfordeling af lederne hjælper med bedre køling.

4. Kernen er fuldt udnyttet, da lederne er fordelt over slots på armeringens omkreds.

Lapvinding af alternator

Fuldpitched lapvinding med 4 poler, 12 slots, 12 leder (en leder per slot) alternator vises nedenfor.
Bagpitchen af vindingen er lig med antallet af leder per pol, dvs. = 3, og frontpitchen er lig med bagpitch minus et. Vindingen udføres per par pol og derefter forbundet i serie som vist i figur – 4 nedenfor.

Bølgevinding af alternator

Bølgevinding af samme maskine, dvs. fire poler, 12 slots, 12 leder, vises i figur-e nedenfor. Her er bagpitch og frontpitch begge lig med nogle leder per pol.

Koncentrisk eller spiralvinding

Denne vinding for samme maskine, dvs. fire poler, 12 slots, 12 leder alternator, vises i figur-f nedenfor. I denne vinding er spolerne af forskellige pitches. Yderspirens pitch er 5, midterspirens pitch er 3, og inderspirens pitch er en.

Polyfase armeringsvinding af alternator

Inden vi diskuterer polyfase armeringsvinding af alternator, bør vi gennemgå nogle af de relaterede termer for bedre forståelse.

Spolegruppe

Det er produktet af antallet af faser og antallet af poler i en roterende maskine.
Spolegruppe = antallet af poler × antallet af faser.

Balanceret vinding

Hvis der er lige mange spoler af forskellige faser under hver polflade, siges vindingen at være balanceret. I en balanceret vinding skal spolegruppen være et lige tal.

Ubaltanceret vinding

Hvis antallet af spoler per spolegruppe ikke er et helt tal, kaldes vindingen for en ubalanceret vinding. I sådan en situation indeholder hver polflade ulige antal spoler af forskellige faser. I en tofasealternator placeres to enfasevindinger på armeringen 90 elektriske grader fra hinanden.
I tilfælde af en trefasealternator placeres tre enfasevindinger på armeringen, 60 grader (elektrisk) fra hinanden.
Figuren nedenfor repræsenterer en skelton 2 fase 4 pol vinding med to slots per pol. Den elektriske fasenforskydning mellem naboende slots = 180/2 = 90 grader (elektrisk).

Punkterne a og b er startpunkter for den første og anden fases vinding af tofasealternator. a' og b' er slutpunkter for den første og anden fases vinding af tofasealternator, hhv. Figuren nedenfor repræsenterer en skelton 3 fase 4 pol vinding, tre slots per pol. Den elektriske fasenforskydning mellem naboende slots er 180/3 = 60 grader (elektrisk). a, b og c er startpunkter for rød, gul og blå fase, og a', b' og c' er slutpunkter for samme rød, gul og blå faser af trefasevinding.

Siger rød fasevinding starter i slot nummer 1 og slutter over slot nummer 10. Derefter starter gul fasevinding eller anden vinding i slot nummer 2 og slutter over slot nummer 11. Tredje eller blå fasevinding starter i slot nummer 3 og slutter i slot nummer 12. Fasenforskydningen af de inducerede spændinger i rød fase og gul, gul fase og blå fase og blå fase og rød fasevinding hhv. 60 grader, 60 grader og 240 grader (elektrisk hhv.). Da i en trefasesystem, er fasenforskydningen mellem rød, gul og blå fase 120 grader (elektrisk). Dette kan opnås ved at vendere gul fase (anden vinding) vinding som vist i figuren ovenfor.