Avvolgimento Ondulato O Embricato? - differenza costruttiva?

[Giorgio Demurtas]

Spero di riuscire a capirlo qui, visto che a scuola nessuno sa dirmi la differenza.

Ho già visto quelo che dicono i libri (e google), ma se prendo in mano il rotore di un motore in cc, come distinguo se è un avvolgimento ondulato o embricato?

Cambia solo la disposizione o anche il collegamento al collettore?

grazie

giorgio

[rguaresc]

E' facile riconoscere i due tipi sui motori che hanno piu' di due poli.

- Embricato: tante spazzole quanti sono i poli

- Ondulato: due spazzole ad angolo=360/numero_poli (90 gradi con 4 poli)

Con i piccoli motori a due poli e' difficile, perche' in ogni caso ci sono le bobine in posizione simile e cambia solo il collegamento (un filo seminascosto) tra esse. Lo schema di principio su carta mostra chiaramente l'andamento del filo di collegamento, ma le bobinette ingombrando confondono.

I rotori piu' facili da vedere sono quelli a sbarra dove ogni bobina è una sola sbarra. Tra i piccoli motori e' cosi' il rotore del motorino di avviamento per auto e seguendo una sbarretta puoi riconoscere la spirale che si sposta = embricato o l'onda che gira attorno al rotore = ondulato.

Modificato: 31 maggio 2005 da rguaresc

[Giorgio Demurtas]

Ho visto in un libro il disegno degli avvolgimeti, ma dal punto di vista costruttivo non ho le idee chiare.

Quindi in quello embricato l'avvolgimento è un unico filo che fa una matassa, poi passa in una lamella, poi fa un'altra matassa. Durante il funzionamento tutto l'avvolgimento è percorso da corrente.

Ma il numero di poli di rotore o statore?

Quello di un motorino a magneti permanenti mi sembra embricato. Anche quello dell'aspirapolvere.

e il numero di vie cos'è fisicamente? non è in numero di cave.

Corregimi se sbaglio.

ciao

[rguaresc]

ciao,

Entrambi sono un unico filo raggruppato a bobine, cambia il modo di passare da bobina a bobina. Nell'embricato due bobine successive sono fisicamente vicine.

L'avvolgimento e' chiuso come quello dell'anello di Pacinotti e quando c'e' corrente interessa tutto il rame in un verso o quello opposto. Perche' il motore giri si deve distribuire la corrente in modo che crei dei campi fissi nello spazio e con tanti poli di rotore quanti sono i poli di statore. Il rotore gira, ma le spazzole fisse fanno in modo che la corrente crei dei poli stabili che con attrazione e repulsione danno la coppia.

E' probabile che gli avvolgimenti in filo di piccoli motori siano sempre embricati, sono fatti con macchine automatiche che avvolgono direttamente sul rotore sovrapponendo le bobine e si vede l'ultima con i due lati sopra. Fatta una bobina la macchina deve fare l'altra: se l'avvolgimento e' embricato l'altra va nelle stesse cave (vedi poi numero di cave) o in due cave vicine che comporta una rotazione nulla o ridotta del rotore in produzione. Gli avvolgimenti di motori importanti o vecchi fatti a mano hanno un lato sotto e l'altro sopra e nascono meglio equilibrati.

Le vie in parallelo sono quelle dal punto di vista della corrente che entra dal (+) della macchina, sono tante quante sono le spazzole. Con due spazzole la corrente si divide in due meta' che si ricongiungono al (-) per questo si parla di vie in parallelo.

Numero di cave. Le cave servono a metterci i lati delle bobine, idealmente dovrebbero essere il doppio delle bobine, ma per risparmiare se ne fanno meno calando piu' lati di bobina nella stessa cava.

[Giorgio Demurtas]

ok, mi stai chiarendo molto le idee.

Purtroppo non ho mai visto un avvolgimento ondulato, quindi mi vien diffcile immaginarlo e fare un confronto. Per quello embricato ok. Numero di vie ok.

Il numero di poli di statore è sempre uguale al numero di spazzole?

E il numero di poli del rotore dipende dal numero di vie interne, ovvero delle spazzole/2 ?

un motore con poli di rotore salienti, oppone resistenza a girare anche a vuoto, perchè i magneti dello statore tendono ad avvicinare le espansioni polari del rotore.

Durante la rotazione, una parte della potenza asorbita viene persa per vincere questa forza? quindi la soluzione sarebbe fare poli lisci. giusto?

[rguaresc]

III puntata

Statore e rotore hanno stesso numero di poli. Nr=Nord rotore, Ss=Sud statore, ecc.

              Ns
       
       Sr           Nr

  Ss                     Ss

        Nr          Sr
   
              Ns

Questo rotore ha una coppia oraria. I poli di statore sono immobili, quelli di rotore quasi anche loro, si muovono solo di qualche grado per certe anomalie. La coppia e' costantemente oraria e c'e' una coppia di reazione antioraria sullo statore. Se il rotore gira l'assetto delle correnti resta immobile perche' le spazzole commutano continuamente le bobine per mantenere "immobili" i fasci di correnti che garantiscono la coppia stabile.

Per realizzare i 4 poli di rotore con l'embricato ci vogliono 4 spazzole due al (+) e due al (-), ogni spazzola + e' collegata alla - con 2 vie, totale 4 vie

I rotori hanno solo cave e denti, non poli salienti, i rotori delle macchinine possono sembrare a poli salienti perche' hanno pochissime cave, minimo 3. L'irregolarita' che si avverte ruotando questi motorini e' si dovuta alla riluttanza non uniforme causata dalla scelta economica di fare poche lavorazioni. Non e' la sorgente della coppia. Esistono, pero, dei motori "a riluttanza" che sfruttano questo. Questa irregolarita' fa pulsare la coppia, un po tira un po' frena e sarebbe meglio fare tantissime cave.

In un motore CC le parti meccaniche del rotore girano, ma i sui poli magnetici no.

Nello statore si vedono degli oggetto-polo, ma nel rotore no, li vediamo nella nostra immaginazione.

[Giorgio Demurtas]

Un pò è curiosità generale per capire meglio quello che studio, un pò è capire questo motorino che ho costruito.

Gira si, ma non ha praticamente coppia, pensavo perchè.... il mio rotore, vedi come è fatto? tende a bloccarsi in posizione orizzontale, e poi da solo nonn spunta, a meno che il rotore non sia in posizione verticale all'avviamento.

Potrei cambiare il rotore e farlo con 4 braccia, 4 lamelle, sue spazzole, avv embricato? doverbbe migliorare...

[rguaresc]

In termini "industriali" il tuo motore ha 2 cave. In figura vedi come si puo' interpretare l'avvolgimento embricato: nello schema non si disegna la bobina 1-4 ma solo il suo collegamento alla bobina 3-2 attraverso la lama del collettore. Dici bene che il motore si impunta per la riluttanza e a seconda di come si ferma non riparte. Questi motorini devono avere alme 3 cave-denti per partire da fermi.

Farlo con 4 cave e 4 bracci=denti migliora sicuramente. Sotto ho riportato i disegni. Al solito 1-4 e' una bobina, 3-6 un'altra e lo schema mostra il loro collegamento al collettore. Forse darebbe risultati migliori un rotore piu' "isotropo" per minimizzare la pulsazione di coppia cioè con cava piccola in modo da offrire una piccola variazione della riluttanza. Per costruirlo in lamiera di ferro vedi un po' l'ideale sarebbero le seghe a tazza.

Vedo che i due poli sono separati: un lamierino a C che colleghi le due parti esterne come un giogo dovrebbe migliorare il flusso.

[Giorgio Demurtas]

Si, ma nel mio motorino i due avvolgimenti sono in serie fra loro e su ogni lamella c'è un solo filo... quindi non è embricato.

Sai quanto costa una bobina di filo da 0.30 mm? così mi faccio diversi motorini!

Alla fine è più intuitivo quello con 4 cave.

[rguaresc]

Cosa intendi per "Su ogni lamella c'e' un solo filo?"

(+) ----/////////--(.)--////////--- (-)

Se quelle due bobine che vedo sono in serie, non ci sono due lamelle al collettore, ma la serie delle due bobine e' alimentata quando i poli si avvicinano ai magneti non e' parente dei normali motori CC, lavora a impulsi

Mettondoci 4 bracci, due avvolgimenti lo trasformi in un ... motore a due cilindri.

Modificato: 4 giugno 2005 da rguaresc

[Giorgio Demurtas]

le due bobine sono in serie e sono collegate a due lamelle.

L'avvolgimento è sempre alimentato, e il piano orizzontale è il piano di inversione della corrente.

Comunque l'effetto è di funzionare a impulsi, per via di quello già detto, che le calamite tendono a fermare il rotore in orizzontale.

Potrei mettergli 4 bracci, 4 lamelle, fare un avvolgimento embricato come è nella tua immagine. Potrei migliorare lo statore, mettendo qualcosa di arrotondato (non verticale come nel mio motorino).

Per le pire di rotore, +o- mi regolo, invece per fare un'accitazone separata dello statore? come dimensiono l'avvolgimento?

Perchè io ho provato a fare il calcolo....

-fisso il diametro del filo (0.3 mm)

-fisso la tensione di alimentazione

-fisso 5 A/mm^2 e ricavo quanto è la corrente massima che può reggere il filo

-calcolo che resisstenza deve avere il filo

-calcolo la lunghezza con la formula della resistività

-divido per la circonferenza del supporto dove devo avvolgere

Ma mi vengono migliaia di spire!

forse è il procedimento giusto per un motore vero, ma da me tante spire non ci stanno fisicamente. Dovrei scendere a diametri moooolto piccoli. (però diventa difficile avvolgere)

Porei fare l'avvolgimento come mi viene bene, poi collegarci una reistenza (lampadina) in serie.

Che ne pensi di queste soluzioni?

[rguaresc]

Lo statore arrotondato non credo che cambierebbe, perche' i poli restano concentrati. E' il rotore che dovrebbe offrire una riluttanza non dipendente dalla sua posizione. Un rotore fatto con uno o pochi dischetti di lamiera come quello disegnato nel mio post avrebbe riluttanza piu' uniforme. Non potresti piu' avvolgere le bobine a parte, ma direttamente tra due cavità circolari attraverso le fessure.

Con 4 bracci alimentati a 2 per volta andrebbe meglio.

"Perchè io ho provato a fare il calcolo...." Il filo che si usa per eccitazione separata e' molto piu' piccolo di quello dell'indotto. L'eccitazione sparata non e' conveniente su motori piccoli. Anche industrialmente sono vantaggiosi i magneti, perche' quando sono piccoli hanno una forza magneto motrice (NI) che batte gli avvolgimenti di pari volume.

A proposito di spire di rotore: se dimezzi le spire raddoppia la corrente e la forza magnetomotrice NI e gli effetti meccanici restano uguali. Fino a che non brucia il filo ne' le spazzole(?) puoi azzardare a scendere. Il filo smaltato regge ben oltre i 100 gradi.

Per lo statore proverei a mettere un ponte di lamiera di ferro tra le due facce esterne dei magneti, perche' ora il flusso si deve chiudere in aria.

[Giorgio Demurtas]

ok, mi procuro un pò di lamiere varie e vediamo se riesco a tirar fuori qualcosa a forza di trapano e smeriglio

grazie del'aiuto e dei preziosi consigli

ciao