Come determinare il numero di segmenti del commutatore in un motore in c.c.
Se il conteggio dei segmenti è errato, il problema di solito non inizia nel disegno. Inizia più tardi. Arriva il commutatore di ricambio, l'indotto non corrisponde, l'officina si ferma e qualcuno deve spiegare perché un semplice conteggio è diventato una rilavorazione.
Nella nostra fabbrica, non iniziamo con le barre di rame. Cominciamo con l'avvolgimento.
La regola è abbastanza semplice:
Il numero di utenti attivi commutatore è uguale al numero di bobine attive dell'armatura.
Questa è la regola che conta. Tutto il resto è una scorciatoia, e le scorciatoie necessitano di condizioni.
Indice
La regola veloce che la maggior parte degli acquirenti utilizza
Per uno standard armatura CC a doppio strato con un lato della bobina per slot per strato, il conteggio è di solito:
Segmenti del commutatore = fessure
Ecco perché un'armatura a 24 scanalature ha spesso bisogno di 24 segmenti. Un'armatura a 36 scanalature ha spesso bisogno di 36 segmenti. Spesso. Non sempre.
È qui che iniziano gli errori. Le persone ricordano la scorciatoia e dimenticano la condizione ad essa collegata.
I percorsi di calcolo che effettivamente utilizziamo
1. Quando si conosce il numero di slot
Utilizzare questa opzione solo quando l'armatura è un normale avvolgimento a doppio strato e ogni strato della fessura porta un lato della bobina.
Segmenti = Slot
Questo è il metodo più rapido per i motori di produzione standard, per le sostituzioni di servizio e per molti progetti OEM ripetuti.
2. Quando si conoscono i dati del conduttore
Se il disegno dell'armatura mostra i conduttori attivi totali e le spire per bobina, utilizzare direttamente il numero di bobine:
Numero di bobine = Z / (2T)
Dove:
- Z = conduttori d'armatura attivi totali
- T = giri per bobina
Allora:
Numero di segmenti del commutatore = Numero di bobine attive
Esempio
Se:
- totale conduttori attivi = 672
- giri per bobina = 8
Allora:
Bobine = 672 / (2 × 8) = 42
Quindi l'armatura ha bisogno di:
42 segmenti del commutatore
Non è possibile tirare a indovinare. Nessuna scorciatoia basata su slot.
3. Quando la fessura non trasporta un solo lato della bobina per strato
Questo è il caso che viene citato erroneamente nelle e-mail e nelle RFQ.
Se ci sono m lati della bobina per fessura per strato, allora:
Numero di bobine = m × S
Dove:
- m = lati della bobina per slot per strato
- S = numero di slot
E ancora:
Segmenti = bobine attive
Pertanto, se la disposizione degli avvolgimenti crea più di una bobina attiva per progressione di slot, il numero di slot da solo non è sufficiente. Un'armatura a 24 slot non significa automaticamente un commutatore a 24 segmenti. Questo errore si verifica troppo spesso nei lavori di ricostruzione.
Il giro e l'avvolgimento delle onde modificano il conteggio dei segmenti?
Non nel modo pigro che la gente crede.
Gli avvolgimenti a giro e a onda modificano principalmente la schema di collegamento, il percorsi paralleli, e il passo del commutatore. Non annullano la regola fondamentale secondo cui le bobine attive determinano i segmenti attivi.
Un modo rapido per non sbagliare:
- In avvolgimento simplex, le estremità della bobina si collegano a segmenti commutatori adiacenti
- In avvolgimento d'onda simplex, il passo del commutatore è approssimativamente due passi polari
- In entrambi i casi, si conta ancora prima le bobine attive
Quindi no, non si calcola il numero di segmenti solo dal numero di pali. E nemmeno il conteggio delle spazzole fornisce la risposta.
Quando “segmenti = slot” fallisce
I motivi più comuni sono tre.
Bobine fittizie
Alcune armature ad onda non possono chiudersi elettricamente con la combinazione di cave disponibile. In questo caso, una bobina in eccesso può rimanere nelle fessure per il bilanciamento meccanico, ma rimanere elettricamente inattiva.
È fisicamente presente. Non è attivo. Non va considerato come un driver di segmento attivo.
Segmenti di commutatore fittizi
Un segmento in eccesso può talvolta essere legato a un segmento adiacente e trattato come un unico segmento effettivo nello schema di avvolgimento.
Anche in questo caso, il conteggio hardware e il conteggio elettrico attivo smettono di corrispondere uno a uno.
Layout di avvolgimento non standard
Una volta che l'armatura non è più la solita disposizione a doppio strato, con un lato della bobina per strato, il numero di slot diventa un indizio approssimativo, non un numero di rilascio.
A quel punto torniamo sempre ai dati di avvolgimento.
Una tabella pratica per le decisioni sul conteggio dei segmenti
| Cosa avete | Cosa controlliamo per prima cosa | Regola di lavoro | È sicuro citare immediatamente? |
|---|---|---|---|
| Solo il conteggio degli slot | Che si tratti di un avvolgimento standard a doppio strato | Segmenti = Slot | Sì, se la disposizione degli avvolgimenti è confermata |
| Totale conduttori + spire per bobina | Numero di bobine attive | Segmenti = Z / (2T) | Sì |
| Numero di slot + lati della bobina per slot per strato | Densità della bobina nella fessura | Segmenti = m × S | Sì |
| Solo il vecchio campione | Tipo di avvolgimento, terminazioni della bobina, layout attivo | Conteggio bobine attive, non solo pezzi di rame visibili | No, è necessario un controllo ingegneristico |
| Avvolgimento dell'onda con problema di chiusura | Se esiste una bobina o un segmento fittizio | Conteggio attivo solo elementi | No, mai citare solo il numero di slot |
Il controllo del progetto che le persone saltano
Un conteggio di segmenti può essere matematicamente corretto e tuttavia essere negativo per la produzione.
Questa parte è importante.
Se il numero di segmenti è troppo basso, la tensione tra segmenti adiacenti aumenta e la commutazione diventa meno tollerante. Se il numero di segmenti è troppo alto, il passo dei segmenti diventa troppo piccolo e il commutatore diventa meccanicamente più debole.
Nelle nostre revisioni dei progetti, non ci fermiamo al numero di bobine. Verifichiamo anche se la disposizione dei segmenti rientra nei limiti pratici del commutatore per quanto riguarda il passo e la tensione tra i segmenti. Ciò è particolarmente importante nei motori a corrente continua a velocità più elevata e nei casi di ricostruzione in cui i dati di progetto originali sono incompleti.
Perché questo è importante per gli acquisti, non solo per l'ingegneria
Ai team di approvvigionamento di solito non interessa se l'avvolgimento è a giro o a onda. È giusto così. A loro interessa che il pezzo ordinato sia adatto, che venga spedito in tempo e che si eviti lo scarto.
Un conteggio errato dei segmenti comporta tre rischi diretti:
- il commutatore non corrisponde all'avvolgimento di armatura
- il lavoro di sostituzione si blocca e i tempi si allungano.
- il pezzo può necessitare di una rilavorazione o di una sostituzione completa
Per questo motivo, prima di congelare il conteggio dei segmenti su un ordine personalizzato, chiediamo sempre i dati relativi all'avvolgimento, alla scanalatura dell'armatura o alle foto campione. Il conteggio sembra semplice. Il costo di un errore non lo è.
Come verifichiamo il conteggio dei segmenti prima della produzione
Quando i clienti inviano una nuova richiesta, di solito confermiamo il conteggio dei segmenti in questo ordine:
Se avete un disegno
Controlliamo:
- numero di slot dell'armatura
- tipo di avvolgimento
- giri per bobina
- totale conduttori attivi
- se esiste una disposizione di bobine fittizie
Se si dispone solo di un vecchio campione
Controlliamo:
- conteggio dei segmenti visibili
- schema di collegamento del montante
- layout dello slot
- segni di trattamento fittizio
- se il vecchio commutatore era originale o se era già stato sostituito una volta
Quest'ultimo punto è più importante di quanto si pensi. Un pezzo di ricambio trovato sul campo non è sempre una base affidabile.
Errori comuni che continuano a presentarsi
Errore 1: contare i poli invece delle bobine
Il numero di poli influisce sulla disposizione degli avvolgimenti. Non indica direttamente il numero di segmenti del commutatore.
Errore 2: supporre che gli slot siano sempre uguali ai segmenti
È sicuro solo per il caso comune di doppio strato con l'occupazione di slot prevista.
Errore 3: ignorare le bobine fittizie nell'avvolgimento a onda
Si tratta di un classico errore di ricostruzione. L'indotto sembra completo. Elettricamente, una bobina potrebbe non far parte del circuito attivo.
Errore 4: citare un vecchio campione senza controllare l'avvolgimento
Abbiamo assistito a sostituzioni sul campo in cui il conteggio dei pezzi visibili è stato copiato in avanti anche se la riparazione precedente aveva già introdotto una mancata corrispondenza.
Una guida rapida alla selezione
Se avete bisogno di una risposta breve durante la citazione, utilizzate questa sequenza:
- Conteggio delle bobine attive
- Confermare il tipo di avvolgimento
- Controllare se le fessure corrispondono davvero alle bobine
- Verificare la presenza di una bobina o di un segmento fittizio
- Rilasciare il conteggio dei segmenti solo dopo
Se tutte le condizioni sono standard, la risposta spesso si riduce a una riga:
Per un'armatura CC standard a doppio strato, il numero di segmenti del commutatore è solitamente uguale al numero di cave.
Ma “di solito” sta lavorando lì. Non ignoratelo.
Domande frequenti
I segmenti del commutatore sono sempre uguali al numero di slot in un motore CC?
No. Sono uguali al numero di bobine attive dell'armatura. In un'armatura standard a doppio strato, questo spesso diventa segmenti = slot. Al di fuori di questo layout, la scorciatoia può fallire.
Come si calcolano i segmenti del commutatore dai dati dell'avvolgimento?
Utilizzo:
Segmenti = Z / (2T)
Dove Z è il totale dei conduttori attivi e T è il numero di giri per bobina. Questo dà il numero di bobine attive, che dà il numero di segmenti attivi.
Il numero di poli determina il numero di segmenti del commutatore?
No. Il numero di poli influisce sulla disposizione degli avvolgimenti e sui percorsi paralleli. Non definisce direttamente il numero di segmenti.
L'avvolgimento a giro utilizza un numero di segmenti diverso da quello dell'avvolgimento a onda?
Non per impostazione predefinita. Ciò che cambia è lo schema di connessione e il passo del commutatore. In entrambi i casi, il conteggio dei segmenti continua a seguire il numero di bobine attive.
Un motore CC può avere una bobina fittizia e sembrare comunque completo?
Sì. Una bobina fittizia può rimanere nelle fessure per l'equilibrio pur essendo elettricamente inattiva. Ecco perché il solo conteggio visivo non è sempre sufficiente.
Qual è il modo più sicuro per confermare il numero di segmenti per un commutatore di ricambio?
Utilizzare il disegno dell'indotto, se disponibile. In caso contrario, verificare insieme lo schema degli avvolgimenti, i dati dei conduttori, la disposizione delle cave e le connessioni esistenti del commutatore. Il solo conteggio delle barre non è un metodo di progettazione affidabile per ogni motore.
Controllo finale prima di effettuare un ordine
Se l'indotto è standard, il conteggio dei segmenti può essere semplice. Se l'indotto è vecchio, riparato, avvolto a onde o non documentato, non è così.
Questa differenza decide se il pezzo di ricambio si adatta alla prima tiratura.
Se non si è del tutto sicuri del conteggio dei segmenti del commutatore, inviateci il vostro disegno, dati sugli avvolgimenti o foto chiare dell'indotto e del vecchio commutatore. Il nostro team di ingegneri verificherà il numero di segmenti prima della quotazione e vi aiuterà a evitare una costruzione errata.
