بخشی از مقاله
ترسيم نقشه هاي سيم پيچي موتور
1- 1 - مشخصات لازم براي طراحي و سيم پيچي موتور:
براي محاسبه و سيم پيچي يك موتور معلومات زير مورد نياز مي باشد كه از روي پلاك و پوسته موتور ويا با توجه به نياز واز طريق محاسبه بدست مي آيد.
الف : تعداد شيار هاي استاتور : كه آنرا با z نشان داده و ازروي پوسته موتور قابل شمارش مي باشد.
ب : تعداد فازها : موتورهايكه در صنعت استفاده مي شوند معمولا بصورت يكفاز و سه فاز مي باشند كه تعداد فاز ها را با m نشان مي دهند.
ج : تعداد قطبهاي موتور ( p 2 ) تعداد قطبهاي موتور را ميتوان از رابطه زير بدست آورد.
و رابطه فوق ns دور سنكرون سيدان استاتور مي باشد كه مقدار آن از دور موتور
كnr بر روي پلاك موتور نوشته ميشود كمي بيشتر است.
د : گام قطبي y : كه عبارتست از فاصله بين مركز و قطب غير هم نام مجاور بر حسب تعداد شيار گام قطبي را ميتوان از رابطه بدست آورد.
ه : گام سيم بندي yz : عبارتست از فاصله بين دو بازوي يك كلاف بر حسب تعداد شيار.
و : تعداد شيار زير هر قطب مربوط به هر فاز حداقل تعداد كلافها براي ايجاد يك جفت قطب در جريان متناوب به اندازه تعداد فازها مي باشد اگر بخواهيم در يك ماشين تعداد قطبهاي از 2 بيشتر شده و برابر با 2p باشد در اين صورت حداقل تعداد كلافهاي لازم برابر با p.m بوده و چون در سيم پيچي يك طبقه هر كلاف دو شيار را پر مي كند بنابر اين حد اقل تعداد شيار هاي لازم براي تشكيل 2p قطب توسط m فاز برابر خواهد بود . zmin= 2p* m
همانطور كه ذكر شد اين تعداد شيار حداقل تعداد شيار هاي لازم بوده و در هر يك از قطبها يك شيار به هر فاز اختصاص مي يابد اما اگر هر يك از بازوهاي
كلافها را در چندين شيار مجاور هم پخش نموده و تعداد اين شيارها را كه عبارت از تعداد شيار زير هر قطب مربوط به هر فاز مي باشد. ql نشان مي دهند.
در اين صورت تعداد شيارهاي لازم براي تشكيل 2p قطب توسط m فاز برابر خواهد بود با :
بدين ترتيب با مشخص بودن تعداد شيارها و تعداد قطبها، مي توان مقدار q را بدست آورد.
در صورتيكه q عدد صحيح 1 و 2 و 3 و . . . باشد سيم پيچي با شيار كامل و اگر يك عدد كسري باشد سيم پيچي با شيار كسري ناميده مي شود.
ز : تعداد كلافهاي لازم براي هر فاز چون در سيم پيچ هاي هر يك از فازهاي ماشين الكتريكي، بايد ولتاژهاي يكسان القا شود و يا اينكه اين سيم پيچ ها بايد به ولتاژهاي برابر اتصال يابند لذا بايد تعداد كلافهاي هر يك از فازها با يكديگر برابر بوده و همچنين مجموع تعداد حلقه هاي كلاف هر فاز نيز يكسان مي باشد.
تعداد كلافهاي مربوط به هر فاز بايد يك عدد صحيح مثلا 1 و 2 و 3 و . . . باشد چون در سيم پيچي يك طبقه هر يك از شيارها توسط بازوي كلاف پر مي شود بنابراين هر كلاف دو شيار را پر مي كند لذا براي m فاز رابطه زير برقرار خواهد بود.
كه در اين رابطه تعداد كلافهاي هر فاز در سيم پيچي يك طبقه بوده و برابر با عدد صحيح و بدون اعشاري مي باشد.
اگر در يك استاتور به جاي سيم پيچي يك طبقه از سيم پيچي دو طبقه استفاده شود چون تعداد دور هر كلاف در اين حالت نصف حالت يك طبقه بوده و در عوض هر شيار توسط دو بازوي دو كلاف مختلف پر مي شود لذا تعداد كلافهاي مربوط به هر فاز نيز دو برابر تعداد كلافهاي در سيم پيچي يك طبقه شده و مقدار آن يعني 2 برابر است.
شيارهاي استاتور توسط كلافهاي مربوط به تمام فازها پر مي شوند هر چند كلاف از يك فاز با يكديگر تشكيل يك گروه كلاف را مي دهند و بازه هاي دو طرف هر گروه كلاف نيز در دو قطب مخالف ( در يك جفت قطب ) قرار مي گيرند بنابراين تعداد گروه كلافهاي مربوط به هر يك از فازها در سيم پيچ يك طبقه برابر با تعداد جفت قطبها مي باشد.
به عبارت ديگر در هر جفت قطب مجموعا mn گروه كلاف و در مجموع براي 2p قطب تعداد m.p گروه كلاف لازم ميب اشد.
اگر سيم پيچي يك طبقه سه فازه باشد در اين صورت مجموع گروه كلافهاي لازم براي سه فاز 5/1 برابر تعداد قطبها خواهد بود.
ح : زاويه الكتريكي بين دو شيار مجاور ( )
محيط يك دايره 360 درجه هندسي مي باشد و چون استاتور نيز به صورت يك دايره مي باشد لذا زاويه هندسي بين دو شيار مجاور هم برابر با درجه مي شود.
در يك سيم پيچي سه فازه دو قطب هر يك قسمت از گروه كلافهاي مربوط به هر محيط استاتور يعني 60 دجه هندسي را پر مي كند يا به عبارت ديگر هر قطب كه 180 درجه الكتريكي مي باشد به اندازه 180=60*3 درجه هندسي را در بر مي گيرد اما اگر تعداد قطبها بيشتر از دو باشد زاويه هندسي مربوط به هر قطب كمتر از 180 درجه مي شود مثلا اگر استاتور 6 قطب سيم پيچي شود فقط 20 درجه از محيط استاتور توسط يك سمت هر گروه كلاف هر فاز پر مي شود و يا اينكه هر قطب 180 درجه الكتريكي مي باشد در محيط استاتور و يا 6 درجه هندسي جاي مي گيرد يعني هر از محيط استاتور معادل 180 درجه الكتريكي و كل محيط استاتور معادل 1080/180*6 درجه الكتريكي مي باشد.
بنابراين زاويه الكتريكي محيط استاتور بر خلاف زاويه هندسي يك عدد ثابت نبوده و بستگي به تعداد قطبهاي ماشين دارد بطوريكه اگر ماشين دو قطب باشد زاويه الكتريكي محيط استاتور برابر با درجه الكتريكي خواهد بود. ( 720=180*4 ) بدين ترتيب مشاهده مي شود كه در هر حالت مي توان زاويه الكتريكي كل را از رابطهp بدست آورد در اين صورت بر خلاف زاويه هندسي بين دو شيار مجاور كه هميشه ثابت است زاويه الكتريكي بين دو شيار مجاور بستگي به مقدار قطبها داشته و از رابطه زير بدست مي آيد.
ط : شيار شروع فازهاي R و S و T : شروع فازها در يك سيم پيچي نرمال هميشه مي تواند بدون وابستگي به تعداد قطبها روي يك جفت قطب 360 درجه الكتريكي تقسيم شود.
در جريان سه فازه بين هر دو فاز 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز مي باشد لذا شروع فاز S بايد از شياري انتخاب شود كه نسبت به فاز R به اندازه 120 درجه الكتريكي ( شيار ) و شروع فاز T نيز نسبت به شروع S به اندازه 120 درجه الكتريكي ( و يا نسبت به شروع فاز R به اندازه شيار ) فاصله داشته باشد.
مي توان در هر قطب تنها شروع يك فاز را نيز قرار داد مثلا مي توان شروع فاز R را از ش
يار يك در قطب اول و شروع فاز T را از 240 درجه بعد از آن در قطب دوم شروع فاز S را نيز از 240 درجه بعد از شروع فاز T و در قطب سوم قرار داد.
ي : ولتاژ كار موتور : عبارتست از ولتاژ بين دو فاز شبكه كه بايد موتور به آن ولتاژ اتصال يابد اين ولتاژ به همراه نوع اتصال بر روي پلاك موتور نوشته مي شود و يا با توجه به محل استفاده بدست مي آيد و در صورتيكه بر روي پلاك موتور سه فاز نوشته شده باشد ( ) بدين معني است كه سيم پيچهاي هر فاز موتور حداكثر ولتاژ 220 ولت را مي توانند تحمل نمايند و در صورتيكه اتصال سيم
پيچها به صورت ستاره بسته شود مي توان آنرا به شبكه 380 ولتي اتصال داد.
ك : قدرت نامي موتور : توان مكانيكي يا خروجي موتور ( P2 ) در حالت كار نامي روي پلاك موتور بر حسب كيلووات ( kw ) و يا اسب بخار ( Ps ) نوشته مي شود كه از روي آن مي توان قدرت ورودي موتور را حساب نمود.
با توجه به قدرت ورودي ولتاژ نامي مي توان جريان هر يك از سيم پيچها را حساب نمود و از روي آن قطر سيم را بدست آورد.
ل : جريان خط : جريان خط نيز بر روي پلاك موتور نوشته مي شود و يا از طريق محاسبه بدست مي آيد و با توجه به آن مي توان جريان هر يك از سيم پيچها را بدست آورده و همچنين وسايل حفاظتي مناسبي را براي موتور بكار گرفت.
فرم كلافهاي سيم پيچي
كلافهاي يك گروه كلاف مي توانند در اندازه هاي مساوي و يا در اندازه هاي نامساوي پيچيده شوند كه به حالت اول سيم پيچي زنجيري و به حالت دوم سيم پيچي متحدالمركز گرفته مي شود.
2 - 1 - سيم پيچي متحدالمركز :
سيم پيچي متحدالمركز گام كلافهاي مربوط به هر گروه كلاف با يكديگر تفاوت داشته و هر كلاف بزرگ كلاف كوچكتر را احاطه مي كند بدين ترتيب در يك گروه كلاف گام كلاف بزرگ از گام كلاف قبلي خود به اندازه دو شيار بيشتر مي باشد.
شكل زير سه كلاف را به صورت متحدالمركز نشان مي دهد.
در اين شكل هر سه كلاف با يكديگر سري شده و مجموعا يك گروه كلاف را تشكيل مي دهد.
اتصال موازي كلافهاي يك گروه كلاف بخاطر مساوي نبودن طول حلقه كلافها صحيح نمي باشد اما مي توان گروه كلافهاي يك فاز را با يكديگر موازي نمود كه از آن در موتورهاي با قدرت زياد و ولتاژ كم استفاده مي شود در اين نوع سيم پيچي براي پيچيدن كلافهاي يك گروه كلاف بايد از قالبهاي نامساوي استفاده نمود.
3-1 - سيم پيچي زنجيره اي
سيم پيچي زنجيري يا با گام مساوي به نوعي سيم پيچي گفته مي شود كه در آن تمام كلافهاي يك گروه كلاف در نتيجه تمام كلافهايي كه در داخل شيار هاي استاتور جاي مي گيرند به يك اندازه باشند براي پيچيدن اين كلافها از يك قالب ( يا قالبهاي يك اندازه ) استفاده مي شود.
به علت مشابه بودن كلافها با يكديگر زمان لازمبراي تهيه قالب و پيچيدن و جا زدن كلافجويي شده و اقتصادي تر مي باشد.
امكان اتصال موازي كلافهاي هر گروه كلاف و يا هر چند كلاف با يكديگر نيز در اين حالت وجود دارد. در سيم پيچي زنجيري پيشاني كلافهاي فازهاي مختلف در پيرامون استاتور از روي يكديگر عبور نموده و براي جلوگيري از اتصال كوتاه بين آنها بايد حتما بخوبي از يكديگر عايق شوند اشكال زير اتصال سه كلاف را به صورت زنجيري به يكديگر را نشان مي دهد.
در رسم دياگرام گسترده اين نوع سيم پيچي كلافها را به هر دو صورت مي توان نشان داد.
براي سيم پيچي يك موتور بايد ابتدا دياگرام گسترده سيم پيچي را رسم نموده و سپس با كمك آن استاتور را سيم پيچي كرده براي ترسيم دياگرام گسترده سيم پيچي روشهاي متفاوتي وجود دارد كه نتيجه نهايي تمام روشها يكسان بوده و به كمك آن يك سيم پيچي كاملا متقارن و يا در حد قابل قبول بدست مي آيد در هر يك از اين روشها سعي مي شود كه شيارهاي استاتور توسط سه دسته سيم پيچ مساوي پر شده و طريق صحيح به يكديگر اتصال يابند تا حتي الامكان يك ميدان دوار متقارن بوجود آيد.
گاهي مي توان با بكارگيري چند قاعده ساده و يا با استفاده از يك جدول به اين هدف دست يافت اما گاهي نيز بايد از روشهاي خاصي استفاده نمود و دياگرام گسترده مطلوب را رسم نمود.
4-1- روش استفاده از جدول شيارها
1-4-1- موتورهاي با شيار كامل يك طبقه
در صورتيكه تعداد شيارهاي هر فاز زير هر قطب يعني q عدد صحيح و بدون اعشاري ( 1 و 2 و 3 و . . . ) باشد سيم پيچي با شيار كامل ناميده مي شود.
در سيم پيچي يك طبقه تعداد كلافهاي بكار رفته در موتور و تعداد كلافهاي مربوط به هر فاز برابر با و تعداد گروه كلافهاي مورد استفاده براي هر سه فاز يك و نيم برابر تعداد قطبها مي شود كه بايد در شيارهاي استاتور به طور صحيح جاي گيرند.
محل قرار گرفتن گروه كلافهاي مربوط به هر يك از فازها را مي توان با استفاده از جدول شيارها بدست آورد.
مثال :
استاتوري داراي 24 شيار بوده و بايد بصورت سه فاز 4 قطب يك طبقه سيم پيچي شود براي تر سيم دياگرام گسترده اين استاتور به روش زير عمل مي كنيم .
در سيم پيچي يك طبقه كلافها به صورت متحدالمركز يا زنجيري مي توانند پيچيده شوند در هر صورت گام قطبي برابر است با :
سپس هر شش شيار تشكيل يك قطب را مي دهند و بايد توسط سه فاز پر شوند بنابراين :
چون q عدد صحيحي است بنابراين سيم پيچي با شيار كامل مي باشد در اينجا q=2 بدين معني است كه هر گروه كلاف از دو كلاف تشكيل شده است.
يك روش ساده براي پيدا كردن شيارهاي مربوط به شروع هر فاز استفاده از زاويه الكتريكي بين هر دو شيار مي باشد در اين مثال زاويه الكتريكي بين دو شيار مجاور برابر است با :
اگر شروع فاز R از شيار يك باشد شروع فاز S از شيار و شروع فاز T نيز از شيار خواهد بود.
شروع فازها از شيارهاي ديگر كه در قطبهاي مخلتف قرار گرفته باشند نيز مي توانند باشد مثلا شروع فاز R از شيار يك و شروع فاز T از شيار 9 و شروع فاز S از شيار 17 ( 240 – درجه بعد از فاز T ) باشد.
بدين ترتيب در مورد فاز R چون تعداد شيارها زير هر قطب مربوط به هر فاز برابر با 2 مي باشد بنابراين شيار شماره 1 و 2 بايد توسط بازوي كلاف مربوط به فاز R پر شود.
دو شيار ابتداي قطب بعدي يعني شيارهاي 7=6+1 و 8=6+2 نيز مربوط به فاز R مي باشد به همين ترتيب دره ر قطب باقي مانده نيز شيارهاي مربوط به فاز R عبارت خواهند بود از شيارهاي 13=6+7 و 14=6+8 در قطب سوم و شيارهاي 19=6+13 و 20=6+14 در قطب چهارم پس شيارهاي ( 2-1 ) و ( 8-7 ) و ( 14-13 ) و (20-19 ) متعلق به فاز R مي باشد.
شروع فاز S نيز همانطور كه توضيح داده شد از شيار شماره 5 بوده و شيارهاي مربوط به آن در هر چهار قطب عبارتند از :
(6-5 ) ، ( 12-11 ) ، ( 18-17 ) ، ( 24-23 )
در مورد فاز T نيز كه شروع آن از شيار 9 مي باشد مي توان شيارهاي مربوط به آنرا به ترتيب ( 10-9 ) ، ( 16-15 ) ، ( 22-21 ) ، ( 4-3 ) نوشت .
با مشخص شدن شيارهاي مربوط به هر سه فاز مي توان آنها را مطابق جدول زير مرتب نمود.
باكمي دقت در اعداد جدول مشاهده مي شود كه اگر محل ستون مربوط به فاز S را با ستون مربوط به فاز T عوض نمائيم به راحتي مي توانيم جدول فوق را كه شيارهاي مربوط به هر يك از فازها را مشخص مي كند تنها با داشتن q=2 به ترتيب از يك تا 24 بصورت زير بنويسيم.
در اين جدول اعداد به ترتيب از يك تا 24 در چهار سطر ( 2p=4 ) نوشته شده اند هر يك از اين سطرها مشخص كننده يك قطب مي باشد.
به عنوان مثال اگر سطر اول و سوم نشان دهنده قطب N باشند سطرهاي دوم و چهارم نشان دهنده قطب S خواهند بود.
با توجه به ستون مربوط به R در جدول مشاهده مي شود كه در شيارهاي 2-1 و 14-13 بايد جهت جريان هم جهت و مثلا به سمت بالا و در شياهاي 8-7 و 20-19 به سمت پايين باشد تا قطب N و S تشكيل شود.
در مورد بقيه فازها نيز به همين ترتيب شيارهاي هم جهت مشخ
ص مي شود و مي توان با ترسيم بازوها در شيارها و مشخص كردن جهت جريان در آنها قطبها را مشخص نمود ترسيم كلافها نيز با توجه به نوع گروه كلاف يعني متحدالمركز بودن يا زنجيري بودن آنها انجام مي گردد براي اين منظور مي توان پس از مشخص كردن جهت جريان در شيارها دو بازوي غير هم جهت نزديك به هم مربوط به يك فاز را به طريقي به يكدي
گر وصل نمود كه گروه كلاف متحدالمركز يا زنجيري ايجاد شود و در عين حال پيشاني كلافها نيز در طبقات كمتري قرار بگيرند و حتي الامكان گروه كلافهاي هر سه فاز داراي اندازه يكساني باشند.
در شكل صفحات بعدي ابتدا اولين گروه كلاف را در شيارهاي ( 2-1 ) و ( 8-7 ) به طريقي رسم مي كنيم كه كلاف كوچكتر در شيارهاي ( 7-2 ) و كلاف بزرگتر در شيارهاي ( 8-1 ) واقع شوند پس از آن گروه كلاف دوم را در شيارهاي ( 16-9 ) و ( 15-10 ) كه مربوط به فاز سوم T مي باشد مجاور گروف كلاف اول ترسيم نموده و به همين ترتيب گروه كلاف سوم را در شيارهاي ( 24-17 ) و ( 23-18 ) كه مربوط به فاز دوم S مي باشد در مجاورت گروه كلاف دوم رسم مي نائيم بدين ترتيب سه گروه كلاف به اندازه مساوي در مجاورت يكديگر رسم شده و پيشاني اين سه گروه كلاف نيز در يك رديف ( يك طبقه ) قرار مي گيرند.
براي ترسيم بقيه دياگرام نيز بايد گروه كلافها را به طريقي در 12 شيار باقي مانده قرار دهيم كه گام آن مشابه گام كلافهاي قبلي بوده و كوتاهترين مسير نيز طي شود. براي اين منظور بايد يك طرف چهارمين گروه كلاف را در شيار ( 6-5 ) و طرف ديگر همان گروه كلاف را در شيارهاي ( 12-11 ) قرار دهيم.
براي پنجمين گروه كلاف نيز شيارهاي ( 14-13 ) و ( 20-19 ) و براي ششمين گروه كلاف تمام شيارهاي استاتور مانند شكل b صفحات بعد پر شده و بايد پس از آن كلافها را سربندي نمود در هنگام سيم پيچي موتور نيز بايد به همين ترتيب كه ذكر شد كلافها را در داخل شيارهاي استاتور قرارداد همان طوري كه در شكل b ديده مي شود سه گروه كلاف اول در اندازه كوچك و سه گروه كلاف دوم با بازوي بزرگتر ترسيم شده اند در سيم پيچي موتورهاي كوچك از سيم هاي لاكي با مقطع گرد وقطر كم استفاده مي شود بهتر است كه گروه كلافها نيز در دو اندازه كوچك و بزرگ پيچيده شوند و اگر اين گروه كلافها در يك اندازه پيچيده شوند. مشكلي پيش نخواهد آمد و درما شينهاي بزرگ كه در آ«ها بجاي سيمهاي با مقطع گرد از شمشهاي دي استفاده مي شود گروه كلافها مطابق شكل صفحه بعد در اندازه كوچك و بزرگ خواهند بود و چون بر خلاف سيمهاي گرد و با قطع كم نمي توان اين تسمه ها را به سادگي به فرم دلخواه در آورده لذا قبلا در خارج از ماشين آنها را فرم داده و سپس در داخل شيارها قرار مي دهند در سيم پيچي نوع زنجيري نيز اگر ازهادي تسمه اي استفاده شود بايد قبلا تسمه ها را در خارج ماشين فرم داده و سپس مانند شكل
صفحه بعد در داخل شيارها جاي داد. در صورتيكه بخواهيم سيم پيچي به صورت زنجيري يا با كلافهاي يك اندازه پيچيده شود مي توانيم براي ترسيم دياگرام سيم پيچي و يا براي قرار دادن كلافها در داخل شيارها مانند شكل صفحه بعد كلافها يك گروه كلاف را به ترتيب در كنار يكديگر جا زده و يا اينكه بدون توجه به تعداد كلافهاي يك گروه كلاف به ترتيبي كه بعدا توضيح داده مي شو
د كلافها را در شيارها به صورت يك در ميان جا زده و سپس آنها را سربندي نمود.
در مورد اول بايد پس از جا زدن اولين گروه كلاف شيارهاي مربوط به گروه كلاف دوم را خالي گذاشته و سومين گروه كلاف را در شيارهاي مربوطه جا زد و عمل را به همين ترتيب ادامه داد تا تمام شيارها پر شوند.
در مورد دوم نيز بايد مطابق شكل صفحه بعد كلافها را در شيارها به صورت يك در ميان جا زد بطوريكه بازوي سمت چپ كلافها كه معمولا در دياگرام بلند تراز بازوي سمت راست كشيده مي شود در شيارهاي فرد و بازوي سمت راست در شيارهاي زوج قرار گيرد تا سيم بندي يك حالت متقارن بخود بگيرد.
براي اينكه اين حالت بدون اشكال انجام گيرد بايد گام سيم پيچي عدد فرد باشد در صورتيكه گام قطبي زوج باشد مي توان با كم كردن يك شيار از آن گام را فرد نموده و دياگرام سيم بندي را با توجه به گام فرد ترسيم كرد.
در اين حالت شروع سيم بندي از شيار 2 مي باشد در صورت استفاده از گام كوتاه شده در مصرف سيم صرفه جويي شده و در پيرامون شيارها نيز فضاي كمتري براي پيشاني كلافها لازم خواهد
بود.
همانطوري كه توضيح داده شد طريقه محاسبه پارامترهاي مورد نياز ( بجز گام سيم پيچي ) و نوشتن جدول در مورد سيم پيچي زنجيره اي و سيم پيچي متحدالمركز يكي مي باشد و براي آشنايي بيشتر با توضيحات داده شده بذكر دو مثال سيم پيچي زنجيري مي پردازيم.
2-4-1- سيم پيچي دو طبقه موتورهاي سه فازه
در سيم پيچي دو طبقه هر شيار استاتور و بازوي مربوط به دو كلاف مختلف قرار مي گيرند اگر دو بازوي يك كلاف به اندازه يك گام قطبي از يكديگر فاصله داشته باشند در اين صورت دو بازوي واقع در يك شيار حتما مربوط به يك فاز خواهند بود اما اگر اين فاصله برابر با گام قطبي نباشد در اين صورت دو بازوي واقع در يك شيار مي تواند مربوط به دو فاز مختلف نيز باشد يك چنين سيم پيچي را سيم پيچي با گام كوتاه شه يا با گام كسري مي نامند سيم پيچي دو طبقه كه در آن گام كلافها برابر با گام قطبي باشد ( گام كوتاه نشده ) به ندرت در عمل پيش مي آيد و معمولا سيم پيچي دو طبقه با گام كوتاه شده ( گام كسري ) مورد استفاده قرار مي گيرد. اين نوع سيم پيچي در ژنراتورها
و موتورهاي با قدرت كم تا قدرتهاي بالا مورد استفاده قرار مي گيرد موتورهايي كه داراي سيم پيچي و طبقه يا گام كوتاه شده باشند داراي مزاياي زير مي باشند.
الف : با كوتاه كردن گام سيم پيچي پيشاني كلافها كوتاه تر شده و مصرف سيم كمتر مي شود مخصوصا در موتورهاي دو قطب كه گام سيم پيچي يا گام كامل انتخاب مي شود اين موضوع
بهتر ديده مي شود .
ب : در يك سيم پيچي دو طبقه با شيار كامل مي توان كلافهاي سيم پيچي را به اندازه 2p مرتبه با يكديگر موازي اتصال داد كه اين موضوع يكي از مزاياي آن مي باشد زيرا در ماشينهاي بزرگ با اختلاف سطح كم و جريان زياد كه بايد سطح مقطع ها ديهاي آن زياد باشد باعث كم شدن س
طح مقطع ها ديها مي شود.
ج : در سيم پيچي دو طبقه تعداد حلقه هاي هر كلاف نصف تعداد حلقه هاي كلاف سيم پيچي يك طبقه بوده و يك بازوي كلاف در كف شيار و بازوي ديگر در بالاي شيار قرار مي گيرد.
بدين ترتيب سيم پيچي دو طبقه بهتر از سيم پيچي يك طبقه تهويه و خنك مي شود و بنابراين توان ماشين افزايش مي يابد به علاوه بر اين چون تلفات اضافي ماشين در اثر تضعيف ها رمونيكها كاهش پيدا مي كند در نتيجه سيم پيچي دو طبقه با گام كوتاه شسده در مقابل سيم پيچي يك طبقه معمولي مشابه داراي افزايش قدرت حدود 10% مي باشد كه در اين مطلب در صورت تعويض سيم پيچي موتورهاي يك طبقه قديمي و تبديل آن به دو طبقه بايد در نظر داشت. با كوتاه نمودن گام سيم پيچي ، ضريب ولتاژ سيم پيچي نيز كاهش مي يابد. مثلا در صورت استفاده از ضريب براي گام كلافها ( مقدار كوتاهي گام به اندازه گام كامل )بايد تعداد حلقه هاي كلاف را به اندازه 5% زيادتر پيچيد تا نسبت هاي مغناطيسي ثابت باقي بماند و در صورت استفاده از ضريب براي گام كلافها بايد مقدار افزايش حلقه را 15% انتخاب نمود بنابراين اگر چنانچه بخواهيم در هنگام تعويض سيم پيچي يك موتور سوخت گام سيم پيچي آن را تغيير دهيم بايد اين موضوع را مورد توجه قرار داده و در صورت كوتاه نمودن گام تعداد دور سيم پيچ را نسبت به حالت اول افزايش و در صورت زياد كردن گام تعداد دور سيم پيچ را نسبت به حالت اول كاهش دهيم بدين ترتيب ديگر افزايش جر يان بي باري موتور كه علت آن برعكس شدن جريان لحظه اي بازوي كلافهاي واقع در بعضي از شيارها بخاطر فشردگي گام مي باشد نيز پديد نخواهد آمد.
براي انتخاب گام سيم پيچي از ضريب استفاده مي شود كه مقدار آن معمولا بوده و با ضريب آن در y گام سيم پيچي yz بدست مي آيد. y yz = با كوتاه نمودن گام در سيم پيچي و طبقه دو بازوي قرار گرفته و پاره اي از شيارها مربوط به دو فاز مختلف بوده و بنابراين بازوهاي واقع در هر شيار بايستي بخوبي از يكديگر عايق شوند.
تعداد كلافها در سيم پيچي دو طبقه و برابر تعداد كلافها در سيم پيچي يك طبقه بوده و تعداد گروه كلافها نيز سه برابر تعداد قطبها و يا اينكه برابر با 6p مي باشد.
روابطي كه براي سيم بندي يك طبقه موتورهاي سه فازه گفته شد در اينجا نيز صادق مي باشد تنها همانطور كه توضيح داده شد در موتورهاي دو طبقه گام سيم بندي از رابطه y yz = بدست مي آيد طريقه قرار دادن كلافها در داخل شيارها نيز فرق مي كند و بايد كلافها را در داخل شيارهاي استاتور به ترتيب و پشت سر هم طوري جا زد كه يك بازوي كلاف در زير و بازوي ديگر كلاف در بالاي شيار قرار گيرد تا فرم ظاهري سيم پيچي ها زيباتر شده و علاوه بر آن در هنگام سر بندي نيز امكان اشتباه كمتر شود.
ترسيم دياگرام گسترده سيم پيچي دو طبقه به روشهاي مختلف امكان پذير مي باشد كه در اينجا بذكر متداولترين روش آن مي پردازيم.
روش استفاده از جدول :
براي بررسي بهتر اين روش با ذكر يك مثال به شرح آن مي پردازيم.
مثال :
مطلوبست دياگرام گسترده سيم پيچي يك موتور سه فازه 36 شيار 4 قطب به صورت دو طبقه :
براي ترسيم دياگرام گسترده ابتدا y حساب مي كنيم.
با مشخص شدن شروع فازها از شيارها 1 و 7 و 13 خواهد بود.
گام سيم بندي در صورتيكه انتخاب شود برابر خواهد بود با :
چون گام بدست آمده عدد صحيح نيست لذا مي توان سيم بندي را برابر با (7) يا برابر با (8) انتخاب نمود.
براي ادامه سيم پيچي گام سيم بندي را برابر با (7) انتخا ب مي نمائيم در اين صورت از كوچكتر خواهدبود.
جدولي كه براي تشخيص شيارهاي مربوط به هر فاز نوشته مي شود بايد به طريقي باشد كه بتواند نمايانگر بازوهاي رو و زير واقع در هر شيار نيز باشد بدين منظور جدولي را به صوت زير تكميل مي كنيم.
تعداد سطرهاي جدول برابر با تعداد قطبهاي موتور يعني 4 ميباشد اعداد را مانند روش قبلي كه توضيح داده شد از يك تا 36 با توجه به اينكه q=3 مي باشد در جدول مي نويسيم هريك از اين اعداد مشخص كننده بازوي رويي يك كلاف نيز مي باشد.
بازوي ديگر هر كلاف بايد به اندازه yz=7 شيار با طرف اول آن فاصله داشته باشد. شياري كه بازوي دوم كلاف در آن واقع مي شود را با توجه به گام سيم بندي در پهلوي همان عدد قبلي مربوط به بازوي اول كلاف و به صورت پر بردار مي نويسيم تا جدول سيم پيچي مطابق زير كامل شود.
با دقت در جدول مشاهده مي شود كه در اعداد پريم دار كه مشخص كننده بازوهاي زير كلاف هستند نيز به ترتيب و پشت سر هم مانند جداول قبلي نوشته شده است.
دياگرام گسترده اين مثال در صفحه بعد ترسيم شده است.
ترتيب سربندي گروه كلافهاي هر فاز مانند روشهاي قبلي با توجه به جهت جريان در بازوهاي رويي مي باشد در اينجا نيز براي هر فاز انتهاي گروه كلاف به انتهاي گروه كلاف بعدي و ابتدا به ابتداي گروه كلاف بعدي متصل مي شود.
با كمي دقت در دياگرام ملاحظه خواهيد كرد كه بين هر دو قطب در دو شيار مجاور هم جهت در جريان لحظه اي بازوهاي واقع در هر شيار بر عكس يكديگر مي باشد.
پس از رسم دياگرام گسترده بايد دقت نموده كه اين شيارها از نظر مكاني متقارن باشند تعداد اين شيارها بستگي به مقدار كوتاهي گام داشته و در هر منطقه قطبي از رابطه y-yz
بدست مي آيد.
اگر گام سيم بندي را برابر با yz=A انتخاب مي كرديم در اين صورت تنها يك شيار در بين هر دو قطب اين خاصيت را پيدا مي نمود.
اين موضوع باعث افزايش جريان بي باري موتور شده و براي رفع آن بايد همانطور
محاسبه تعداد دور و قطر سيم پيچك ها :
در بعضي مواقع جهت تغيير دور با جهت تغيير ولتاژ با نبودن سيمهاي معيوب براي مقاصد ديگر لازم مي شود تعداد دور سيم پيچ و قطر سيم جديد محاسبه شود.
