سیم پیچی ماشین جریان مستقیم
سیم پیچی ها چه در روتور باشند چه در استاتور،بر دو نوع اند:
1.سیم پیچی باز
از این نوع سیم پیچی در ماشین های جریان متناوب استفاده می شود.
2.سیم پیچی بسته
سیم پیچی ماشین های جریان متناوب از این نوع اند.
سیم پیچی ماشین جریان مستقیم:
این نوع سیم پیچی از نوع دوطبقه است یعنی ضلع اول پیچک در طبقه بالای یک شیار و ضلع دوم آن در طبقه پایین شیار دیگر و به فاصله تقریبی یک
گام قطب قرار می گیرد.
شکل یک
حلقه ها و پیچک ها
حلقه شامل دو هادی است که به کمک یک اتصال انتهایی به هم پیوسته اند.
همان طور که دیده می شود ،
پیچک ها الماسی شکل ساخته می شوند.
همچنین یک ضلع پیچک نسبت به ضلع دیگر
بالاتر ساخته می شود تا ضلع اول در طبقه بالای
یک شیار و ضلع دوم در طبقه پایین شیار دیگر
قرار گیرد. این چینش آرمیچر را در برابر نیروهای
چرخشی مقاوم می کند.
پیچک ممکن است یک یا چند حلقه داشته باشد.
از اتصال چندین حلقه به صورت سری، کلاف حاصل می شود.
گام پیچک
تعداد دندانه هایی که به و سیله دو ضلع یک پیچک پوشیده می شود گام پیچک نام دارد. معمولا گام پیچک برابر گام قطب است مگر در حالاتی که آن را گام کوتاه یا گام کسری می نامیم.
بعضی اوقات نیز ممکن است تعداد شیارها به تعداد قطبها بخش پذیر نباشد در این حالت معمولا نزدیک ترین عدد صحیح به گام قطب در نظر می گیرند.
مثلا اگر سیم پیچی 37 شیار و 4 قطب داشته باشد، گام قطب 9.25 می شود بنابر این گام پیچک 9 شیار انتخاب می شود اگر در این حالت ضلع اول پیچک در شیار 1 قرار گیرد ضلع دوم آن در شیار دهم(10=9+1) قرار می گیرد.
انواع سیم پیچی های جریان مستقیم
در ماشین های جریان مستقیم عموما دو نوع سیم پیچی به کار برده می شود:
1.سیم پیچی در هم
2. سیم پیچی موجی
در این نوع سیم پیچی اتصال انتهایی به تیغه کموتاتور متصل است.اگر شمای گسترده را در نظر بگیریم:
در این شکل نحوه پشت سر هم قرار گرفتن پیچک ها در سیم پیچی حلقوی نشان داده شده است:
سیم پیچی موجی
در این نوع سیم پیچی انتهای یک پیچک به سر پیچک بعدی متصل می شود.یعنی دو پیچک متوالی به اندازه دو گام قطب از همدیگر فاصله دارند.
باز شمای گسترده این نوع سیم پیچی را بررسی می کنیم:
در این شکل نحوه پشت سر هم قرار گرفتن پیچک ها در سیم پیچی موجی نشان داده شده است:
در ادامه ابتدا به تبیین اصطلاحاتی می پردازیم و سپس این دو نوع سیم پیچی را به صورت دقیق تر بررسی می کنیم.
گام عقب:
فاصله بین ضلع بالا و ضلع پایین یک پیچک که در طرفی که کموتاتور نیست را گام عقب می نامند.و آن را با نشان می دهند.
گام عقب در سیم پیچی های در هم و موجی را می توانید در این شکل ببینید:
حلقوی
موجی
گام جلو
به فاصله بین دو پیچک که به یک تیغه کموتاتور وصل می شود گام جلو می گویند و با نشان می دهند.
اگر اشکال مربوط به شمای گسترده سیم پیچی را بررسی کنیم در می یابیم که گام جلو بر ابعاد پیچک ها بی تاثیر است و فقط نوع سیم پیچی را مشخص می کند.
گام سیم پیچی
فاصله بین شروع سرهای دو پیچک متوالی که بر حسب ضلع پیچک بیان می شود را گام سیم پیچی می نامیم و با نشان می دهیم.
این پارامتر در سیم پیچی درهم و موجی این چنین است:
سیم پیچی درهم
سیم پیچی موجی
y
گام کموتاتور
فاصله بین دو تیغه کموتاتور که سر و ته یک پیچک به آن ها وصل است گام کموتاتور نامیده می شود و با علامت نشان داده می شود.
در سیم پیچی در هم ساده بعد از گذشت از یک تیغه به تیغه مجاور می رسیم بنابراین در این حالت این پارامتر یک خواهد بود.
سیم پیچی پیش رونده و سیم پیچی پس رونده
اضلاع پیچک ها به دو شکل می توانند به یکدیگر متصل شوند. اگر ته یک پیچک از طرف راست به پیچک بعدی متصل شود ، سیم پیچی پیش رونده و در حالت عکس آن، سیم پیچی پس رونده خواهد بود.
در تمام مثالهایی که زدیم سیم پیچی پیش رونده بوده است.
با کمی دقت در سیم پیچی در هم می توان برای این دو نوع سیم پیچی روابط زیر را استخراج کرد:
پیش رونده
پس رونده
حال که مفاهیم قبل را بررسی کردیم می توانیم به تفصیل در مورد نحوه طراحی سیم پیچی بحث کنیم
.
طراحی سیم پیچی در هم ساده:
گفتیم گام قطب تقریبا برابر اضلاع پیچک هر قطب است بنابراین اگر تعداد پیچک های آرمیچر و تعداد قطبها باشد،می توان گام قطب را با معادله زیر نشان داد که در آن عددی است که حاصل کسر را به نزدیکترین عدد صحیح می برد.
c
p
k
سیم پیچی درهم ساده معمولا پیش رونده است بنابر این داریم:
مثال: نمودار سیم پیچی در هم ساده یک آرمیچر با 24 شیار و 4 قطب و با 24 تیغه کموتاتور رسم کنید.
حل:
شیار در قطب
تعداد پیچک ها
تعداد ضلع پیچک ها
ضلع پیچک در شیار
اگر گام عقب 13 انتخاب شود ضلع پیچک 1 به ضلع پیچک 14 که در طبقه دوم شیار هفتم است متصل می شود و اگر گام عقب 11 انتخاب شود ضلع پیچک یک به پیچک 12 که در طبقه دوم شیار 6 است متصل می شود.
ملاحظه می شود که در حالت اول گام کامل و در حالت دوم ، گام کسری می شود بنا براین گام عقب را 13 انتخاب می کنیم.
بنا براین سایر پارامتر ها اینچنین اند:
برای درک شهودی از نحوه سیم پیچی از جدول سیم پیچی استفاده می کنیم:
14 3 16 5 18 7 20
22 11 24 13 26 15 22
30 19 32 21 34 22 36
25 38 27 40 29 42 31 44
33 46 35 48 37 2 39 4
41 6 43 8 45 10 47 12 1
نمودار پشت سر هم سیم پیچی در هم
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 2 4 6 8 10 12
سیم پیچی موجی ساده:
دراین نوع سیم پیچی، با شروع از یک تیغه کموتاتور و تعقیب سیم پیچی و با پیمودن یک دور آرمیچر به تیغه مجاور می رسیم. (به اسلاید های قبل مراجعه کنید)
این تیغه ممکن است بعد یا قبل تیغه اولیه باشد که در حالت اول آن را پیش رونده و در حالت دوم آن را پس رونده می نامیم.
در این نوع سیم پیچی مانند سیم پیچی در هم گام عقب از رابطه زیر به دست می آید:
محاسبه سایر پارامترهای سیم پیچی موجی:
گفتیم که در سیم پیچی موجی پس از گذشت پیچک به پیچک بعدی می رسیم. بنابراین:
سیم پیچی پیش رونده
سیم پیچی پس رونده
گام کموتاتور نیز از رابطه زیر محاسبه می شود:
که علامت مثبت آن برای سیم پیچی پیش رونده و علامت منفی آن برای سیم پیچی پس رونده می باشد.
مثال
در یک سیم پیچی مو جی ساده آرمیچر دو قطب 25 شیار و 25 پیچک کموتاتور 25 تیغه دارد. مشخصات این نوع سیم پیچی را تعیین کنید.
شیار در قطب
تعداد ضلع پیچک ها
ضلع پیچک در شیار
اگر گام عقب را 13 در نظر بگیریم گام پیچک معادل 6 شیار می شود که تقریبا نزدیک به شیار در قطب است.
همچنین:
جدول اتصال سیم پیچی را می توانید در اسلاید بعد ببینید.
جدول اتصال سیم پیچی
14 27 40 3 16 29 42
5 18 31 44 7 20 33 46
9 22 35 48 11 24 37 50
26 39 2 15 28 41 94
30 43 6 19 32 45 8
21 34 47 10 23 36 49
12 25 38 1
مسیر های موازی جریان در سیم پیچی درهم و موجی:
اگر مدار معادل یک سیم پیچی 4 قطب که به صورت درهم بسته شده است را در حالت ژنراتوری رسم کنیم:
ملاحظه می شود که تعداد مسیر های موازی جریان برابر تعداد قطب هاست.
اگر روند فوق را برای سیم پیچی موجی تکرار کنیم:
همان طور که دیده می شود تعداد مسیرها مستقل از تعداد قطب ها و برابر 2 می باشد.
مقایسه بین سیم پیچی درهم و موجی:
با دقت در تعداد مسیرهای موازی جریان واضح است که سیم پیچی در هم برای جریان بالا و ولتاژ پایین مناسب است و از طرف دیگر به علت وجود دو مسیر جریان در سیم پیچی موجی، این سیم پیچی برای جریان کم و ولتاژ بالا مناسب است.
فرق دیگر این دو سیم پیچی که قبلا نیز ذکر شد………..
پایان