Otoczenie Statoru Alternatora
Obręcz zwojowa w alternatorze może być typu zamkniętego lub otwartego. Zawarta w obudowie zwoju formuje połączenie gwiazdowe w obręczy zwojowej alternatora.
Istnieją pewne wspólne właściwości obręczy zwojowej.
Pierwszą i najważniejszą właściwością obręczy zwojowej jest to, że dwie strony każdego zwójka powinny znajdować się pod dwoma sąsiednimi polami magnetycznymi. Oznacza to, że rozpiętość zwójka = odległość między polami magnetycznymi.
Zwój może być jednowarstwowy lub dwuwarstwowy.
Zwój ułożony jest w różnych szczelinach obręczy tak, aby wytworzył sinusoidalne napięcie elektryczne.
Rodzaje obręczy zwojowej alternatora
Istnieje wiele rodzajów obręczy zwojowej używanych w alternatorze. Zwójki mogą być klasyfikowane jako
Jednofazowe i wielofazowe zwójki obręczy.
Zwójki skupione i rozłożone.
Połówkowe i pełne zwójki.
Jednowarstwowe i dwuwarstwowe zwójki.
Zwójki lap, faliste i koncentryczne lub spiralne oraz
Pełnopodstawowe zwójki i zwójki o ułamkowej podstawie.
Oprócz tych, obręcz zwojowa alternatora może również zawierać całkowite i ułamkowe zwójki.
Jednofazowe zwójki obręczy
Jednofazowe zwójki obręczy mogą być typu skupionego lub rozłożonego.
Skupione zwójki obręczy
Zwójki skupione są stosowane, gdy liczba szczelin na obręczy jest równa liczbie pól magnetycznych w maszynie. Ta obręcz zwojowa alternatora daje maksymalną wydajność napięcia, ale nie jest dokładnie sinusoidalna.
Najprostsze jednofazowe zwójki przedstawione są poniżej na rysunku-1. Tutaj, liczba pól magnetycznych = liczba szczelin = liczba stron zwójka. Tutaj, jedna strona zwójka znajduje się w jednej szczelinie pod jednym polem magnetycznym, a druga strona zwójka w innej szczelinie pod kolejnym polem magnetycznym. Napięcie indukowane w jednej stronie zwójka dodaje się do napięcia indukowanego w sąsiedniej stronie zwójka.
Ta konfiguracja obręczy zwojowej w alternatorze nazywana jest szkieletowym zwójkiem falistym. Zgodnie z rysunkiem-1, strona zwójka-1 pod północnym biegunem jest połączona ze stroną zwójka-2 pod południowym biegunem z tyłu, a strona zwójka-3 z przodu i tak dalej.
Kierunek indukowanego napięcia strony zwójka-1 jest skierowany w górę, a napięcie indukowane w stronie zwójka-2 jest skierowane w dół. Ponownie, ponieważ strona zwójka-3 znajduje się pod północnym biegunem, będzie miała napięcie skierowane w górę i tak dalej. Zatem całkowite napięcie to suma napięć wszystkich stron zwójka. Ta forma obręczy zwojowej jest dość prosta, ale rzadko używana, ponieważ wymaga znacznej ilości miejsca na końcowe połączenia każdej strony zwójka lub przewodnika. Możemy przezwyciężyć ten problem, stosując wielokrotnie zwinięte zwójki. Używamy wielokrotnie zwiniętych połówkowych zwójków, aby uzyskać wyższe napięcie. Ponieważ zwójki obejmują tylko połowę obwodu obręczy, nazywamy to połówkowym lub hemitropowym zwójkiem. Rysunek-2 pokazuje to. Jeśli rozłożymy wszystkie zwójki na całym obwodzie obręczy, to zwójki te nazywane są pełnymi zwójkami.
Rysunek-3 pokazuje dwuwarstwowy zwój, gdzie jedna strona każdego zwójka umieszczona jest na górze szczeliny obręczy, a druga strona na dole szczeliny. (Reprezentowane przez kropkowane linie).
Rozłożone zwójki obręczy alternatora
Aby uzyskać gładką sinusoidalną formę fali napięcia, przewodniki są umieszczane w wielu szczelinach pod jednym polem magnetycznym. Taka obręcz zwojowa nazywana jest rozłożoną. Mimo że rozłożone zwójki obręczy w alternatorze zmniejszają napięcie, nadal są bardzo użyteczne z następujących powodów.
Zmniejsza one również harmoniczne napięcia, co poprawia kształt fali.
Zmniejszają one również reakcję obręczy.
Równomierne rozmieszczenie przewodników pomaga w lepszym chłodzeniu.
Serce magnesowe jest w pełni wykorzystywane, ponieważ przewodniki są rozłożone na szczelinach na obwodzie obręczy.
Zwójki lap w alternatorze
Pełnopodstawowe zwójki lap z czterema polami, 12 szczelinami i 12 przewodnikami (jeden przewodnik na szczelinę) alternatora przedstawione są poniżej.
Przedział zwójka z tyłu jest równy liczbie przewodników na biegun, tj. = 3, a przedział zwójka z przodu jest równy przedziałowi z tyłu minus jeden. Zwój zostaje ukończony dla każdej pary biegunów, a następnie połączony szeregowo, jak pokazano na rysunku-4 poniżej.
Zwójki faliste w alternatorze
Zwójki faliste tej samej maszyny, tj. cztery pola, 12 szczelin, 12 przewodników przedstawione są na rysunku-e poniżej. Tutaj, przedział zwójka z tyłu i z przodu są równe pewnej liczbie przewodników na biegun.
Koncentryczne lub spiralne zwójki
Ten zwój dla tej samej maszyny, tj. cztery pola, 12 szczelin, 12 przewodników alternatora przedstawiony jest na rysunku-f poniżej. W tym zwójku, zwójki mają różne podstawy. Zewnętrzna podstawa zwójka wynosi 5, środkowa podstawa zwójka wynosi 3, a wewnętrzna podstawa zwójka wynosi 1.
Wielofazowe zwójki obręczy alternatora
Przed omówieniem wielofazowych zwójków obręczy alternatora, powinniśmy przeanalizować niektóre związane z tym terminy, aby lepiej zrozumieć temat.
Grupa zwójków
To jest iloczyn liczby faz i liczby pól magnetycznych w maszynie rotacyjnej.
Grupa zwójków = liczba pól × liczba faz.
Zrównoważone zwójki
Jeśli pod każdą twarzą bieguna znajduje się równa liczba zwójków różnych faz, to zwójki te nazywane są zrównoważonymi zwójkami. W zrównoważonych zwójkach, grupa zwójków powinna być liczbą parzystą.
Nie zrównoważone zwójki
Jeśli liczba zwójków na grupę zwójków nie jest liczbą całkowitą, zwójki te nazywane są niezrównoważonymi zwójkami. W takim przypadku, każda twarz bieguna zawiera nierówną liczbę zwójków różnych faz. W dwufazowym alternatorze, dwa jednofazowe zwójki umieszczane są na obręczy, oddalone od siebie o 90 stopni elektrycznych.
W przypadku trójfazowego alternatora, trzy jednofazowe zwójki umieszczane są na obręczy, oddalone od siebie o 60 stopni (elektrycznych).
Rysunek poniżej przedstawia Skelton 2-fazowy 4-polowy zwój, z dwiema szczelinami na biegun. Różnica fazowa między sąsiednimi szczelinami = 180/2 = 90 stopni (elektrycznych).
Punkt a i b to punkt początkowy pierwszego i drugiego zwójka dwufazowego alternatora. a’ i b’ to punkty końcowe pierwszego i drugiego zwójka dwufazowego alternatora, odpowiednio. Rysunek poniżej przedstawia Skelton 3-fazowy 4-polowy zwój, z tr
