سیم پیچی الکتروموتور را می توان یک فرآیند حرفه ای و تخصصی دانست که بسیار پیچیده و حساس است. سیم پیچی موتورهای الکتریکی را می توان به دو بخش زیر تقسیم کرد:
- سیم پیچی موتورهای سه فاز
- سیم پیچی موتورهای تک فاز
بیایید به صورت کلی این موضوع را بررسی کنیم تا شناخت لازم از سیم پیچی الکتروموتور برای شما حاصل شود.
موتور الکتریکی نوعی ماشین است که برای تغییر انرژی از الکتریکی به مکانیکی استفاده می شود. موتورها می توانند با منابع DC یا AC تغذیه شوند.
منابع DC باتری هستند در حالی که منابع AC اینورترها، شبکه های برق، ژنراتورها هستند. ژنراتور از نظر مکانیکی شبیه موتور است اما با تبدیل انرژی از مکانیکی به الکتریکی در جهت معکوس کار می کند.
موتور الکتریکی را می توان با روتور، استاتور، شکاف هوا، سیم پیچ، یاتاقان و کموتاتور ساخت. طبقه بندی موتورها را می توان با ملاحظاتی مانند نوع منبع تغذیه، ساختار، نوع خروجی حرکت و کاربردها انجام داد. در این پست به بررسی سیم پیچی الکتروموتور و موضوعات مربوط به آن می پردازیم که در زیر فهرست آن را می توانید مشاهده کنید:
سیم پیچی موتور چیست؟
سیم پیچی یک یا چند دور سیم است که جریان الکتریکی می تواند از آن عبور کند. معمولاً از مس ساخته می شود و در ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورها استفاده می شود. سیم پیچ بسته به شکل، سطح مقطع و ماهیت جهت آن می تواند انواع مختلفی داشته باشد.
سیم پیچ‌ها در موتورهای الکتریکی، عموماً در اطراف یک هسته مغناطیسی آهنی انعطاف‌پذیر پوشش‌دار قرار می‌گیرند تا قطب‌های مغناطیسی را به وجود بیاورند و جریان را به نوعی تقویت کنند.
هدف از سیم پیچی الکتروموتور چیست؟
هدف از سیم پیچی الکتروموتور تولید یک توزیع نیروی محرکه مغناطیسی سینوسی (MMF) در شکاف هوای موتور است.
MMF زمانی تولید می شود که یک مجموعه متعادل از جریان های AC 3 فاز در سیم پیچ های فاز جریان یابد. این MMF است که با طراحی مدار مغناطیسی موتور ترکیب شده است که باعث ایجاد یک موج در حال حرکت از شار در شکاف هوا برای تولید گشتاور موتور مورد نیاز می شود.
سیم پیچ‌ها از چند سیم‌پیچ که از مس عایق‌شده یا در برخی موارد مفتول آلومینیومی پیچیده شده‌اند، تشکیل می‌شوند.
در واقع چندین رشته سیم را می توان به صورت موازی به هم وصل کرد تا یک هادی منفرد را تشکیل دهد که سپس به سیم پیچی؛ پیچیده می شود که چندین چرخش دارد. تعداد چرخش ها به طراحی خاص موتور شما بستگی دارد.
سیم پیچ های توزیع شده شامل چندین سیم پیچ هستند که در شکاف های استاتور موتور مانند شکل زیر وارد می شود. تعداد سیم پیچ ها به تعداد شیارهای استاتور، تعداد فازها و تعداد قطب های موتور، بستگی دارد.
هر سیم پیچ چندین شکاف را در بر می گیرد. یک سیم پیچ تمام گام دارای سیم پیچ هایی است که دهانه متوسط آنها با تعداد شیارهای برابر با گام قطب یا ۳۶۰ درجه در p مطابقت دارد، در حالی که سیم پیچ کوتاه دارای شیارهای کمتری است. شکل زیر یک سیم پیچ تمام گام را برای یک موتور معمولی ۴ قطبی نشان می دهد.
بخشی از سیم پیچ در شکافی قرار می گیرد که در آن به تولید گشتاور موتور کمک می کند. همچنین باقی مانده در سیم پیچ های انتهایی قرار خواهند داشت که در تولید گشتاور موتور هیچ کمکی نمی کنند؛ بنابراین برای جلوگیری از اتلاف غیر ضروری مس گران قیمت، طراحی دقیق مورد نیاز است.
نکات مهم:
یک سیم پیچ توزیع‌شده ایده‌آل دارای تعداد نامتناهی سیم‌پیچ است که در تعداد نامحدودی شکاف قرار می‌گیرند، به طوری که توزیع فضای MMF یک سینوسی کامل است.
سیم پیچ های فازهای مختلف باید از یکدیگر و از هسته استاتور عایق شوند تا از اتصال کوتاه و خرابی جلوگیری شود. عایق موانع حرارتی اضافی را تشکیل می دهد که توانایی انتقال گرما از داخل دستگاه به خارج را محدود می کند.
با این کار فضای خالی بین سیم پیچ و بین عایق و هسته استاتور وجود خواهد داشت. این حفره ها با استفاده از یک فرآیند اشباع با رزین پر می شوند که انتقال حرارت را بهبود می بخشد و عایق سیم پیچ را کارآمد تر می کند.
کاربردهای موتور الکتریکی بسیار و متنوع است. کاربردهای مختلف الزامات متفاوتی را بر طراحی موتور تحمیل می کنند. تعدادی از این الزامات تحت تأثیر طراحی سیم پیچی الکتروموتور قرار می گیرند و می توانند شامل موارد زیر باشند:
- به حداقل رساندن تلفات هارمونیک برای بهبود بازده
- ضربان های گشتاور را کاهش دهید
- نویز و ارتعاشات صوتی را کاهش دهید
چندین طرح برای سیم پیچی الکتروموتور برای دستیابی به عملکرد الکتریکی یکسان وجود دارد. انتخاب این طرح‌بندی‌ها توسط محدودیت‌های ساخت تعیین می‌شود که به شدت تحت تأثیر سطح اتوماسیون مورد استفاده برای تولید سیم‌پیچ قرار دارند.
جدول زیر برخی از رایج ترین پیکربندی های سیم پیچ را به همراه معیارهای اصلی انتخاب نشان می دهد.
انواع سیم پیچی کدامند؟
سیم پیچی الکتروموتور می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. با این حال، سیم‌پیچ‌های توزیع‌شده سه فاز رایج‌ترین مورد استفاده در موتورهای AC برای کاربردهای صنعتی هستند.
انواع سیم پیچی الکتروموتور دو نوع هستند که شامل موارد زیر می شود:
- سیم پیچ استاتور
- سیم پیچ روتور
بر اساس اتصال سیم پیچ موتور، سیم پیچ های آرمیچر به دو نوع طبقه بندی می شوند که شامل موارد زیر است.
- سیم پیچی دامان
- سیم پیچی موج
سیم پیچ ثابت (استاتور):
سیم پیچ میدان روی استاتور قرار می گیرد که میدان مغناطیسی ایجاد می کند و ثابت است. سیم پیچ استاتور معمولا از مس ساخته می شود. سطح مقطع سیم پیچ استاتور و تعداد چرخش ها به دستگاه بستگی دارد.
برای تامین ترمینال ها در ماشین های نوع شنت، سیم پیچ میدان یا سیم پیچ استاتور به صورت موازی متصل می شود. معمولاً پایانه های تغذیه دارای ولتاژ بالا هستند بنابراین سیم پیچ استاتور از طریق منبع ولتاژ بالا وصل می شود. در حالی که در ماشین های سری، سیم پیچ استاتور به صورت سری به سیم پیچ آرمیچر یا سیم پیچ روتور متصل می شود.
از آنجایی که سیم پیچ مقدار زیادی جریان را حمل می کند، بنابراین اگر جریان زیاد باشد، باید تعداد چرخش ها را کاهش داد تا نیروی مغناطیسی ثابت بماند.
سیم پیچی الکتروموتور در شیارهای روتور قرار می گیرد و از مواد مسی تشکیل شده است. سیم پیچ های موتور همیشه بسته هستند و ساختار حلقه بسته را تشکیل می دهند.
سیم پیچ های موتور دو نوع هستند:
- سیم پیچ دو لایه
- سیم پیچ تک لایه
در سیم پیچ دولایه، بیش از یک سیم پیچ در یک شکاف قرار می گیرد. اگر دو سیم پیچ در یک شکاف قرار گیرند، تعداد سیم پیچ ها دو برابر سیم پیچ تک لایه می شود.
یک سیم پیچ نمی تواند هر دو موقعیت بالا و پایین را در یک شکاف اشغال کند. یک سیم پیچ در یک شکاف موقعیت بالا و در شکاف دیگر موقعیت پایین را اشغال می کند.
سیم پیچی دامان و سیم پیچی موجی
مهمترین بخش الکتروموتور دوار سیم پیچی آن است. سیم پیچی الکتروموتور انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و بالعکس. سیم پیچ های بیشتر به دو نوع طبقه بندی می شوند:
۱. سیم پیچی دامان
در مورد سیم پیچی لپ، هادی ها به گونه ای به هم وصل می شوند که تعداد قطب های آنها با مسیرهای موازی آنها برابر باشد. انتهای هر طرف سیم پیچ به بخش مجاور کموتاتور متصل می شود. تعداد برس ها برابر با تعداد مسیرهای موازی در حالت سیم پیچی است.
برس ها بیشتر به دو قطب منفی و مثبت تقسیم می شوند. آنها عمدتاً برای کاربردهای ولتاژ پایین و جریان بالا استفاده می شوند. آنها سه نوع هستند:
- سیم پیچ سیمپلکس: در این نوع سیم پیچ، انتهای یک سیم پیچ به قطعه کموتاتور و انتهای سیم پیچ بعدی زیر همان قطب متصل می شود. در اینجا تعداد قطب ها برابر است با تعداد مسیرهای موازی.
- سیم پیچی دوبلکس: در این نوع سیم پیچی تعداد مسیرهای موازی برابر است با دو برابر تعداد قطب ها. این نوع سیم پیچی عمدتا برای برنامه های کاربردی جریان سنگین استفاده می شود. در اینجا این نوع سیم پیچی با قرار دادن دو نوع سیم پیچ مشابه بر روی یک الکتروموتور و با اتصال تعداد زوج میله های کموتاتور به یک و تعداد فرد میله های کموتاتور به سیم پیچ دوم به دست می آید.
- سیم پیچی سه لایه: سیم پیچ ها به یک سوم میله های کموتاتور متصل می شوند.
در مورد سیم پیچی لپ، هزینه افزایش می یابد زیرا به هادی های زیادی نیاز دارد.
۲. سیم پیچی موج
در این نوع سیم پیچی الکتروموتور فقط دو مسیر موازی بین برس مثبت و منفی وجود دارد. انتهای پایانی یک سیم پیچ در فاصله ای جدا از یکدیگر به انتهای ابتدایی بخش کموتاتور سیم پیچ دیگر متصل می شود.
در این نوع سیم پیچی صرف نظر از تعداد قطب ها، هادی ها به دو مسیر موازی متصل می شوند. آنها عمدتاً برای کاربردهای ولتاژ بالا و جریان کم استفاده می شوند. هنگامی که سیم پیچ از چپ به راست پیش می رود، سیم پیچ پیش رونده نامیده می شود و زمانی که سیم پیچ از راست به چپ پیش می رود، سیم پیچ پسرفته نامیده می شود.
سیم پیچی کامل:
سیم پیچ کامل سیم پیچی است که در آن تعداد سیم پیچ ها در هر فاز معادل تعداد قطب های ماشین ها باشد. در این نوع سیم پیچی، هر شکاف از دو طرف سیم پیچ تشکیل شده است. اگرچه، این سیم پیچی به طور دقیق دولایه نیست، مانند سیم پیچ ها در کنار هم قرار دارند و روی هم نیستند.
سیم پیچ متمرکز:
اگر در هر سیم پیچی تعداد سیم پیچ یا قطب یا فاز یک باشد و پس از آن سیم پیچ را سیم پیچ متمرکز می نامند. در این نوع سیم پیچی، هر طرف سیم پیچ جای یک شکاف را می گیرد.
سیم پیچ توزیع شده:
در این نوع سیم‌پیچ، تعداد سیم‌پیچ‌ها یا قطب‌ها یا فازها بیش از یک است که در شکاف‌های غیرمشابه چیده شده‌اند و به آن سیم‌پیچ توزیع شده می‌گویند. در این مورد، هر سیم پیچ گام قطب مشابهی دارد.
سیم پیچ نامتعادل:
اگر هر قطب فاز مشابه تعداد سیم پیچ مساوی نداشته باشد، سیم پیچ نامتعادل نامیده می شود.
سیم پیچی تک لایه:
در این نوع سیم پیچ، هر شکاف فقط از یک طرف سیم پیچ تشکیل شده است. معنی آن این است که یک سیم پیچ دو شکاف کامل را اشغال می کند.
سیم پیچی دو لایه:
در این نوع سیم پیچ، هر شکاف از دو طرف سیم پیچ تشکیل شده است که یکی روی دیگری قرار گرفته است.
ما در شرکت مدارپرداز آماده ارائه تمام خدمات سیم پیچی برای شما عزیزان هستیم. کافیست درخواست خود برای این خدمت را در قسمت تماس با ما وارد نمایید تا در اسرع وقت، کارشناسنان و متخصصان ما با شما تماس حاصل نمایند.
بدون نظر