発電機のアーマチュア巻線
発電機のアーマチュア巻線は、閉じたタイプまたは開いたタイプのいずれかである可能性があります。閉じた巻線は、発電機のアーマチュア巻線で星型接続を形成します。
アーマチュア巻線にはいくつかの一般的な特性があります。
アーマチュア巻線の最も重要な特性は、コイルの両側が隣接する2つの極の下にあることです。つまり、コイルスパン = 極ピッチです。
巻線は単層でも二重層でも構いません。
巻線は異なるアーマチュアスロットに配置され、正弦波の誘導電圧を生み出すように配列されます。
発電機のアーマチュア巻線の種類
発電機で使用されるさまざまなアーマチュア巻線があります。巻線は以下の通り分類できます。
単相および多相アーマチュア巻線。
集中巻線と分散巻線。
半巻きと全巻き巻線。
単層および二重層巻線。
ラップ巻線、ウェーブ巻線、同心円または螺旋巻線。
フルピッチコイル巻線および分数ピッチコイル巻線。
これらの他に、発電機のアーマチュア巻線は整数スロット巻線および分数スロット巻線も含まれます。
単相アーマチュア巻線
単相アーマチュア巻線は集中巻線または分散巻線のどちらかになります。
集中アーマチュア巻線
集中巻線は、アーマチュアのスロット数が機械の極数と同じ場合に使用されます。このアーマチュア巻線は最大出力電圧を生み出しますが、完全に正弦波形ではありません。
最も簡単な単相巻線は、図-1に示されています。ここでは、極数=スロット数=コイルサイド数です。一つのコイルサイドは一つのスロット内の一つの極の下にあり、他のコイルサイドは隣のスロット内の次の極の下にあります。一つのコイルサイドに誘導された電圧は、隣のコイルサイドの電圧に加算されます。
このアーマチュア巻線の配置は、骨格波巻線として知られています。図-1によれば、N極の下のコイルサイド-1はS極の下のコイルサイド-2と背面で接続され、前面ではコイルサイド-3と接続され、以下同様です。
コイルサイド-1の誘導電圧の方向は上向きで、コイルサイド-2の誘導電圧の方向は下向きです。また、コイルサイド-3はN極の下にあるため、その電圧の方向は上向きとなります。したがって、総誘導電圧はすべてのコイルサイドの電圧の合計です。この形式のアーマチュア巻線は非常にシンプルですが、各コイルサイドまたは導体の端子接続に相当のスペースが必要であり、あまり使用されません。これをある程度克服するために、多ターンコイルを使用することができます。高電圧を得るために、私たちは多ターン半巻き巻線を使用します。コイルがアーマチュア周囲の半分だけをカバーするため、この巻線は半巻きまたはヘミトロピック巻線と呼ばれます。図-2に示されています。もしすべてのコイルをアーマチュア全体に分散させると、アーマチュア巻線は全巻き巻線と呼ばれます。
図3は二重層巻線を示しています。ここで、各コイルの一側はアーマチュアスロットの上部に配置され、もう一側はスロットの下部に配置されます。（点線で表されます）。
発電機の分散アーマチュア巻線
滑らかな正弦波形の誘導電圧を得るため、導体は単一の極の下に複数のスロットに配置されます。このアーマチュア巻線は分散巻線と呼ばれています。分散アーマチュア巻線は誘導電圧を減らしますが、以下の理由から非常に有用です。
これにより高調波電圧も減少し、波形が改善されます。
これによりアーマチュア反作用も減少します。
導体の均等な配置により、冷却が改善されます。
導体がアーマチュア周囲のスロットに分散されているため、コアが完全に利用されます。
発電機のラップ巻線
4極、12スロット、12導体（スロットあたり1導体）の発電機のフルピッチラップ巻線を以下に示します。
巻線のバックピッチは極あたりの導体数、つまり3と等しく、フロントピッチはバックピッチから1を引いたものと等しいです。巻線は極のペアごとに完成し、図-4のように直列に接続されます。
発電機のウェーブ巻線
同じ機械、つまり4極、12スロット、12導体のウェーブ巻線を図-eに示します。ここでは、バックピッチとフロントピッチはどちらも極あたりの導体数と等しいです。
同心円または螺旋巻線
同じ機械、つまり4極、12スロット、12導体の発電機のこの巻線を図-fに示します。この巻線では、コイルのピッチが異なります。外側のコイルピッチは5、中間のコイルピッチは3、内側のコイルピッチは1です。
発電機の多相アーマチュア巻線
多相アーマチュア巻線について議論する前に、より良い理解のために関連するいくつかの用語を確認しましょう。
コイルグループ
これは回転機器の位相数と極数の積です。
コイルグループ = 極数 × 位相数。
バランス巻線
各極面の下に異なる位相のコイルが等しい数ある場合、その巻線はバランス巻線と呼ばれます。バランス巻線では、コイルグループは偶数である必要があります。
アンバランス巻線
コイルグループあたりのコイル数が整数でない場合、その巻線はアンバランス巻線と呼ばれます。このような場合、各極面には異なる位相のコイルが不均等に配置されます。二相発電機では、二つの単相巻線が90度電気角度でアーマチュアに配置されます。
三相発電機では、三つの単相巻線が60度（電気）ずつ離れてアーマチュアに配置されます。
下の図は、2相4極巻線で、極あたり2スロットを示しています。隣接するスロット間の電気位相差 = 180/2 = 90度（電気）。
点aとbは二相発電機の第一位相と第二位相巻線の始点です。a’とb’はそれぞれ第一位相と第二位相巻線の終点です。下の図は、3相4極巻線で、極あたり3スロットを示しています。隣接するスロット間の電気位相差は180/ 3 = 60度（電気）です。a、b、cは赤、黄、青の位相の始点で、a’、b’、c’はそれぞれ赤、黄、青の位相の終点です。
例えば、赤位相巻線がスロット番号1で始まり、スロット番号10で終わります。次に黄色位相巻線または第二位相巻線がスロット番号2で始まり、スロット番号11で終わります。第三位相または青位相巻線がスロット番号3で始まり、スロット番号12で終わります。赤位相と黄色位相、黄色位相と青位相、青位相と赤位相巻線の誘導電圧の位相差はそれぞれ60度、60度、240度（電気）です。三相システムでは、赤、黄、青位相の位相差は120度（電気）です。これは、上記の図のように黄色位相（第二位相巻線）を逆転することで達成できます。
