การพันขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจเป็นแบบปิดหรือแบบเปิด การพันขดลวดแบบปิดจะสร้างการเชื่อมต่อแบบดาวในการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า.
มีคุณสมบัติทั่วไปบางประการของการพันขดลวดอาร์เมเจอร์.
คุณสมบัติแรกและสำคัญที่สุดของการพันขดลวดอาร์เมเจอร์คือ สองด้านของขดลวดใดๆ ควรอยู่ภายใต้สองขั้วแม่เหล็กที่อยู่ติดกัน นั่นหมายความว่า ระยะขดลวด = ระยะขั้วแม่เหล็ก.
การพันขดลวดสามารถเป็นชั้นเดียวหรือสองชั้น.
การพันขดลวดถูกจัดเรียงในช่องอาร์เมเจอร์ต่างๆ เพื่อให้ผลิตแรงดันไฟฟ้าแบบไซนัสอยด์.
ประเภทของการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
มีประเภทของการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ที่ใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การพันขดลวดสามารถแบ่งออกเป็น
การพันขดลวดเฟสเดียวและหลายเฟส.
การพันขดลวดแบบรวมศูนย์และการพันขดลวดกระจาย.
การพันขดลวดครึ่งวงกลมและการพันขดลวดวงกลมเต็ม.
การพันขดลวดชั้นเดียวและการพันขดลวดสองชั้น.
การพันขดลวดแบบลาป, แบบเวฟ, และแบบคอนเซนทริกหรือสไปรัล.
การพันขดลวดแบบพิทช์เต็มและการพันขดลวดแบบพิทช์เศษส่วน.
นอกจากนี้แล้วการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังสามารถเป็นการพันขดลวดแบบช่องเต็มและการพันขดลวดแบบช่องเศษส่วนได้อีกด้วย.
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์เฟสเดียว
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์เฟสเดียว สามารถเป็นแบบรวมศูนย์หรือแบบกระจาย.
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์แบบรวมศูนย์
การพันขดลวดแบบรวมศูนย์ใช้เมื่อจำนวนช่องในอาร์เมเจอร์เท่ากับจำนวนขั้วแม่เหล็กในเครื่อง การพันขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้ให้ผลผลิตแรงดันไฟฟ้าสูงสุด แต่ไม่ได้เป็นไซนัสอยด์อย่างแท้จริง.
การพันขดลวดเฟสเดียวที่ง่ายที่สุดแสดงไว้ในภาพที่ 1 ที่นี่ จำนวนขั้วแม่เหล็ก = จำนวนช่อง = จำนวนด้านขดลวด ที่นี่ ด้านขดลวดหนึ่งอยู่ภายในช่องหนึ่งภายใต้ขั้วแม่เหล็กหนึ่ง และด้านขดลวดอื่นอยู่ภายในช่องอื่นภายใต้ขั้วแม่เหล็กถัดไป แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในด้านขดลวดหนึ่งจะถูกเพิ่มเข้ากับแรงดันไฟฟ้าของด้านขดลวดที่อยู่ติดกัน.
การจัดเรียงการพันขดลวดอาร์เมเจอร์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่าการพันขดลวดแบบเวฟโครงกระดูก เช่นในภาพที่ 1 ด้านขดลวดที่ 1 ภายใต้ขั้ว N ถูกเชื่อมต่อกับด้านขดลวดที่ 2 ภายใต้ขั้ว S ที่ด้านหลังและด้านขดลวดที่ 3 ที่ด้านหน้า เป็นต้น.
ทิศทางของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในด้านขดลวดที่ 1 คือขึ้น และแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในด้านขดลวดที่ 2 คือลง อีกครั้ง ด้านขดลวดที่ 3 อยู่ภายใต้ขั้ว N ซึ่งจะมีแรงดันไฟฟ้าในทิศทางขึ้น และต่อไปเรื่อย ๆ ดังนั้น แรงดันไฟฟ้ารวมคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของทุกด้านขดลวด การพันขดลวดแบบนี้ค่อนข้างง่าย แต่มักไม่ค่อยใช้เพราะต้องการพื้นที่มากสำหรับการเชื่อมต่อปลายของทุกด้านขดลวด เราสามารถแก้ปัญหานี้ได้บางส่วนโดยใช้ขดลวดหลายรอบ เราใช้การพันขดลวดครึ่งวงกลมหลายรอบเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น เนื่องจากขดลวดครอบคลุมเพียงครึ่งหนึ่งของเส้นรอบวงอาร์เมเจอร์ ดังนั้น เราเรียกว่าการพันขดลวดครึ่งวงกลมหรือเฮมิ-โทรปิค การพันขดลวด ภาพที่ 2 แสดงไว้ด้านล่าง หากเรากระจายขดลวดทั้งหมดทั่วเส้นรอบวงอาร์เมเจอร์ การพันขดลวดอาร์เมเจอร์จะเรียกว่าการพันขดลวดวงกลมเต็ม.
ภาพที่ 3 แสดงการพันขดลวดสองชั้น ที่เราวางด้านหนึ่งของขดลวดบนด้านบนของช่องอาร์เมเจอร์ และด้านอื่นในด้านล่างของช่อง (แสดงโดยเส้นประ).
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์กระจายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในการได้รับแรงดันไฟฟ้าแบบไซนัสอยด์ที่ราบรื่นสายนำถูกวางไว้ในหลายช่องภายใต้ขั้วแม่เหล็กเดียว การพันขดลวดอาร์เมเจอร์นี้เรียกว่าการพันขดลวดกระจาย แม้ว่าการพันขดลวดอาร์เมเจอร์กระจายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดแรงดันไฟฟ้า แต่ยังคงใช้งานได้ดีเนื่องจากเหตุผลต่อไปนี้.
ยังลดฮาร์โมนิกแรงดันไฟฟ้าและทำให้รูปแบบคลื่นดีขึ้น.
ยังลดปฏิกิริยาอาร์เมเจอร์.
การกระจายสายนำอย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้การระบายความร้อนดีขึ้น.
แกนกลางถูกใช้อย่างเต็มที่เนื่องจากสายนำถูกกระจายอยู่ในช่องต่างๆ บนเส้นรอบวงอาร์เมเจอร์.
การพันขดลวดแบบลาปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การพันขดลวดแบบลาปเต็มพิทช์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 4 ขั้ว 12 ช่อง 12 สายนำ (สายนำละช่อง) แสดงไว้ด้านล่าง
พิทช์หลังของการพันขดลวดเท่ากับจำนวนสายนำต่อขั้ว คือ 3 และพิทช์หน้าเท่ากับพิทช์หลังลบหนึ่ง การพันขดลวดเสร็จสิ้นต่อคู่ขั้วและเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมตามที่แสดงในภาพที่ 4 ด้านล่าง.
การพันขดลวดแบบเวฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การพันขดลวดแบบเวฟของเครื่องเดียวกัน คือ สี่ขั้ว 12 ช่อง 12 สายนำ แสดงไว้ในภาพที่ e ด้านล่าง ที่นี่ พิทช์หลังและพิทช์หน้าทั้งสองเท่ากับจำนวนสายนำต่อขั้ว.
การพันขดลวดแบบคอนเซนทริกหรือสไปรัล
การพันขดลวดสำหรับเครื่องเดียวกัน คือ สี่ขั้ว 12 ช่อง 12 สายนำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แสดงไว้ในภาพ f ด้านล่าง ในการพันขดลวดนี้ ขดลวดมีพิทช์ต่างกัน พิทช์ขดลวดนอกคือ 5 พิทช์ขดลวดกลางคือ 3 และพิทช์ขดลวดในคือ 1.
การพันขดลวดอาร์เมเจอร์หลายเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ก่อนที่จะหารือเกี่ยวกับการพันขดลวดอาร์เมเจอร์หลายเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เราควรทำความเข้าใจเกี่ยวกับคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องบางประการเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น.
กลุ่มขดลวด
เป็นผลคูณระหว่างจำนวนเฟสและจำนวนขั้วในเครื่องหมุน.
กลุ่มขดลวด = จำนวนขั้ว × จำนวนเฟส.
การพันขดลวดสมดุล
หากภายใต้หน้าขั้วแต่ละขั้ว มีจำนวนขดลวดของเฟสต่างๆ เท่ากัน การพันขดลวดนั้นจะเรียกว่าการพันขดลวดสมดุล ในการพันขดลวดสมดุล กลุ่มขดลวดควรมีจำนวนคู่.
