Gulungan Motor:Apa Perbedaannya?

Gulungan motor dapat mengambil banyak bentuk atau bentuk. Namun belitan terdistribusi 3 fase adalah yang paling umum digunakan pada motor AC untuk aplikasi industri, yang akan menjadi fokus artikel ini. Pembahasan berikut ini juga berlaku untuk penggunaan jenis belitan ini pada motor induksi atau pada motor sinkron magnet permanen.

Tujuan dari belitan terdistribusi adalah untuk menghasilkan distribusi Magneto-Motive Force (MMF) sinusoidal di celah udara motor. MMF ini dihasilkan ketika rangkaian arus AC 3 fasa yang seimbang mengalir dalam belitan fasa. Ini adalah MMF, dikombinasikan dengan desain sirkuit magnetik motor, yang menimbulkan gelombang fluks yang berjalan di celah udara untuk menghasilkan torsi motor yang diperlukan.

Gulungan terdiri dari beberapa gulungan yang dililit dari tembaga berinsulasi atau dalam beberapa kasus kawat aluminium. Beberapa helai kawat dapat dihubungkan secara paralel untuk membentuk konduktor tunggal yang kemudian dililitkan menjadi kumparan yang akan memiliki beberapa putaran. Jumlah belokan akan tergantung pada persyaratan desain tertentu.

Belitan terdistribusi terdiri dari beberapa kumparan yang dimasukkan ke dalam slot stator motor seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Jumlah kumparan akan tergantung pada jumlah slot stator, jumlah fase (dalam kasus kami 3) dan jumlah kutub motor, hal.

Setiap koil akan menjangkau beberapa slot. Belitan nada penuh akan memiliki kumparan yang rentang rata-ratanya sesuai dengan sejumlah slot yang sama dengan jarak kutub atau 360°/p sedangkan belitan nada pendek akan merentang lebih sedikit slot. Gambar di bawah menunjukkan belitan nada penuh untuk motor 4 kutub tipikal.

Stator motor 4 kutub dengan belitan terdistribusi 3 fase

Bagian dari belitan akan berada di slot yang berkontribusi pada produksi torsi motor. Sisanya akan berada di belitan ujung yang tidak berkontribusi pada produksi torsi motor. Oleh karena itu, desain yang cermat diperlukan untuk menghindari pemborosan tembaga mahal yang tidak perlu. Selain itu, kinerja termal yang baik mendorong kebutuhan akan pengisian slot tinggi dan manajemen termal belitan akhir. Faktor-faktor ini sering dibatasi oleh pertimbangan proses pembuatan. Belitan terdistribusi yang ideal akan memiliki jumlah kumparan yang tidak terbatas yang ditempatkan dalam jumlah slot yang tidak terbatas sehingga distribusi ruang MMF adalah sinusoidal sempurna. Ini jelas tidak mungkin dalam praktiknya sehingga kompromi terbaik perlu ditemukan untuk memenuhi kinerja yang diperlukan.

Kumparan fase yang berbeda perlu diisolasi satu sama lain dan dari inti stator untuk menghindari korsleting dan kegagalan. Isolasi merupakan penghalang termal tambahan yang akan membatasi kemampuan untuk mentransfer panas dari bagian dalam mesin ke luar. Rongga udara akan ada di antara kabel belitan dan di antara insulasi, belitan, dan inti stator. Rongga ini diisi dengan resin menggunakan proses impregnasi yang meningkatkan perpindahan panas dan selanjutnya meningkatkan insulasi belitan.

Aplikasi motor listrik banyak dan beragam. Aplikasi yang berbeda memberlakukan persyaratan yang berbeda pada desain motor. Beberapa persyaratan ini akan dipengaruhi oleh desain belitan dan dapat mencakup:

• Meminimalkan kerugian harmonik untuk meningkatkan efisiensi
• Mengurangi pulsa torsi
• Mengurangi kebisingan dan getaran akustik

Beberapa tata letak belitan dimungkinkan untuk mencapai kinerja listrik yang sama. Pilihan tata letak ini akan ditentukan oleh kendala manufaktur yang sangat dipengaruhi oleh tingkat otomatisasi yang digunakan untuk menghasilkan belitan.

Tabel di bawah ini memberikan beberapa konfigurasi belitan yang paling umum bersama dengan kriteria pemilihan utama.

Jelas bahwa kompromi yang kuat perlu dibuat antara persyaratan teknis, kompleksitas proses, tingkat otomatisasi dan biaya. Ini berarti bahwa perancang motor perlu bekerja sama dengan teknik manufaktur untuk menentukan solusi keseluruhan yang terbaik.