Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
El devanado del inducido en un alternador puede ser de tipo abierto de tipo cerrado. El devanado cerrado forma una conexión en estrella en el devanado del inducido del alternador .
Hay algunas propiedades comunes del devanado del inducido.
- La primera y más importante propiedad de un devanado de inducido es que dos lados de cualquier bobina deben estar debajo de dos polos adyacentes. Eso significa, tramo de bobina = paso de polo.
- El devanado puede ser de una sola capa o de dos capas.
- El devanado está dispuesto en diferentes ranuras del inducido que debe producir una fem sinusoidal.
Indice de contenidos
Tipos de bobinado del inducido del alternador
Hay diferentes tipos de bobinado de inducido que se utilizan en el alternador. Los devanados se pueden clasificar como
- Devanado de inducido monofásico y polifásico.
- Bobinado concentrado y bobinado distribuido.
- Devanado medio enrollado y enrollado entero.
- Bobinado de una y dos capas.
- Vuelta, onda y bobinado concéntrico o en espiral y
- Devanado de bobina de paso completo y devanado de bobina de paso fraccional.
Además de estos, el devanado del inducido del alternador también puede ser un devanado de ranura integral y un devanado de ranura fraccional.
Devanado de armadura monofásico
El devanado de inducido monofásico puede ser de tipo concentrado o distribuido.
Bobinado de armadura concentrado
El devanado concentrado se emplea cuando el número de ranuras del inducido es igual al número de polos de la máquina. Este devanado de inducido del alternador proporciona un voltaje de salida máximo, pero no exactamente sinusoidal.
El devanado monofásico más simple se muestra a continuación en la figura 1. Aquí, número de polos = número de ranuras = número de lados de la bobina. Aquí, un lado de la bobina está dentro de una ranura debajo de un polo y el otro lado de la bobina dentro de otras ranuras debajo del siguiente polo. La fem inducida en un lado de la bobina se suma a la del lado de la bobina adyacente.
Esta disposición de un devanado de inducido en un alternador se conoce como devanado de onda esquelética. Según la fig-1, el lado de la bobina 1 debajo del polo N está conectado al lado 2 de la bobina debajo del polo S en la parte posterior y el lado 3 de la bobina en la parte delantera y así sucesivamente.
La dirección de la fem inducida del lado 1 de la bobina es hacia arriba y la fem inducida en el lado 2 de la bobina es hacia abajo. Nuevamente, como el lado 3 de la bobina está debajo del polo N, tendrá una fem en la dirección ascendente y así sucesivamente. Por tanto, la fem total es la suma de la fem de todos los lados de la bobina. Esta forma de bobinado del inducido es bastante simple, pero rara vez se usa, ya que requiere un espacio considerable para la conexión final de cada lado o conductor de la bobina. Podemos superar este problema, en cierta medida, mediante el uso de bobinas de múltiples vueltas. Usamos el devanado medio enrollado de múltiples vueltas para obtener una fem más alta. Dado que las bobinas cubren sólo la mitad de la periferia del inducido, nos referimos a este devanado como devanado semi-enrollado o hemitrópico. La Figura 2 muestra esto. Si distribuimos todas las bobinas sobre toda la periferia del inducido, entonces el devanado del inducido se denomina bobinado completo.
La Figura 3 muestra un devanado de doble capa, donde colocamos un lado de cada bobina en la parte superior de la ranura del inducido y el otro lado en la parte inferior de la ranura. (Representado por líneas punteadas).
Devanado de inducido distribuido del alternador
Para obtener una onda emf sinusoidal suave, los conductores se colocan en varias ranuras debajo de un solo polo. Este devanado de inducido se conoce como devanado distribuido. Aunque el devanado de inducido distribuido en el alternador reduce la fem, aún es muy utilizable debido a las siguientes razones.
- También reduce la fem armónica y, por lo tanto, mejora la forma de onda.
- También disminuye la reacción del inducido .
- Una distribución uniforme de los conductores ayuda a una mejor refrigeración.
- El núcleo se utiliza por completo ya que los conductores se distribuyen sobre las ranuras de la periferia del inducido.
Devanado de vuelta del alternador
A continuación se muestra el devanado traslapado de paso completo de 4 polos, 12 ranuras, 12 conductores (un conductor por ranura), alternador.
El paso posterior del devanado es igual al número de conductores por polo, es decir, = 3 y el paso frontal es igual al paso posterior menos uno. El devanado se completa por par de polos y luego se conecta en serie como se muestra en la figura 4 a continuación.
Devanado ondulado del alternador
El devanado ondulado de la misma máquina, es decir, cuatro polos, 12 ranuras, 12 conductores se muestra en la figura-e a continuación. Aquí, el paso trasero y el paso delantero son iguales a algún conductor por polo.
Bobinado concéntrico o en espiral
Este devanado para la misma máquina, es decir, un alternador de cuatro polos, 12 ranuras, 12 conductores, se muestra en la figura-f a continuación. En este devanado, las bobinas son de diferentes pasos. El paso de la bobina exterior es 5, el paso de la bobina central es 3 y el paso de la bobina interior es uno.
Devanado de inducido polifásico del alternador
Antes de hablar sobre el devanado polifásico del inducido del alternador , debemos analizar algunos de los términos relacionados para comprenderlos mejor.
Grupo de bobinas
Es producto del número de fases y el número de polos en una máquina rotativa.
Grupo de bobinas = número de polos × número de fases.
Bobinado equilibrado
Si debajo de cada cara de polo hay un número igual de bobinas de diferentes fases, se dice que el devanado es un devanado equilibrado. En el devanado equilibrado, el grupo de bobinas debe ser un número par.
Bobinado desequilibrado
Si el número de bobinas por grupo de bobinas no es un número entero, el devanado se conoce como devanado desequilibrado. En tal caso, cada cara de polo contiene diferentes bobinas de fase diferente. En el alternador de dos fases, dos devanados monofásicos se colocan en la armadura a 90 grados eléctricos uno del otro.
En el caso de un alternador trifásico, se colocan tres devanados monofásicos en el inducido, separados 60 grados (eléctricos) entre sí.
La siguiente figura representa un Skelton de 2 fases y 4 polos con dos ranuras por polo. La diferencia de fase eléctrica entre ranuras adyacentes = 180/2 = 90 grados eléctricos).
Los puntos ayb son el punto de partida del devanado de primera y segunda fase del alternador de dos fases. a ‘y b’ son el punto final de la primera y segunda fase del alternador de dos fases, respectivamente. La siguiente figura representa un devanado Skelton trifásico de 4 polos, tres ranuras por polo. La diferencia de fase eléctrica entre las ranuras adyacentes es 180/3 = 60 grados (eléctrica) a, byc son el punto de inicio de las fases roja, amarilla y azul y a ‘, b’ yc ‘son los puntos finales de la misma Fases roja, amarilla y azul del devanado trifásico.
Digamos que el devanado de fase rojo comienza en la ranura no 1 y termina en la ranura no 10. Luego, el devanado amarillo o el segundo devanado comienza en la ranura no 2 y termina en la ranura no 11. El devanado de tercera fase o azul comienza en la ranura no 3 y termina en la ranura no 12 La diferencia de fase de las fem inducidas, en fase roja y amarilla, fase amarilla y fase azul y fase azul y devanado de fase roja respectivamente en 60 grados, 60 grados y 240 grados (eléctrico respectivamente). Dado que en el sistema trifásico , la diferencia de fase entre la fase roja, amarilla y azul es de 120 grados (eléctrica). Esto se puede lograr invirtiendo el devanado de fase amarilla (segundo devanado) como se muestra en la figura anterior.
La figura siguiente representa un devanado distribuido de 4 polos, 24 ranuras, una sola capa y 3 fases de paso completo. No de ranura por polo por fase
_______________________
La diferencia de fase entre las fem inducidas en los conductores, de dos ranuras adyacentes es _________
Por lo tanto,
| Ranuras No: 1, 2, 7, 8, 13, 14, 19 y 20 para la fase R |
| Ranuras No: 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 y 24 para la fase Y |
| Ranuras No: 3, 4, 9, 10, 15, 16, 21 y 22 para la fase B |
La siguiente figura muestra el enrollado traslapado trifásico de doble capa y tono completo . Cada devanado está espaciado 120 grados eléctricos de dos devanados adyacentes. Este devanado tiene 12 ranuras por polo por fase. Dado que el devanado es la bobina de tono completo, el tono de cada uno. La bobina tiene 12 ranuras. Dado que un polo presenta 180 grados de espacio eléctrico, el paso de las ranuras corresponde a 180/12, es decir, 15 ° (eléctrico).
En un devanado de paso fraccionario, hacemos que la bobina se extienda a menos de 180 grados de espacio eléctrico. En la figura anterior, una bobina, en lugar de tener un paso de 12 ranuras, ahora tiene un paso de 10 ranuras, por lo que su extensión ya no es igual al paso de los polos.
Hay dos tipos de tramo de bobina. La primera es una bobina de paso completo donde dos lados de la bobina están separados 180 grados (eléctricos). En bobina de paso completo cuando un lado de la bobina está debajo del polo N, el otro lado está en la posición correspondiente, debajo del polo S. Las fem inducidas en dos lados opuestos de la bobina difieren en 180 grados (eléctrico). Por lo tanto, la fem resultante de la bobina es solo la suma aritmética de estas dos fem.
El segundo es la bobina de paso corto, donde, dos lados opuestos de una bobina no son exactamente 180 grados (eléctrico), es menos que eso. En este caso, la diferencia de fase entre la fem de dos lados de la bobina también es inferior a 180 grados (eléctrica). Por lo tanto, la fem resultante de la bobina no es una simple suma aritmética de dos fem, sino la suma vectorial de dos fem. Por lo tanto, la fem resultante de una bobina de paso corto es siempre menor que la de una bobina de paso completo. Pero aún así, utilizamos preferiblemente una bobina de tono corto porque la bobina de tono corto reduce o elementos armónicos de las formas de onda.
Devanado de ranura integral y ranura fraccional
Cuando el número de ranuras por polo por fase es un número entero, el devanado es el devanado de ranura entero, pero cuando el número de ranuras por polo por fase es un número fraccionario, el devanado lo denominamos devanado de ranura fraccional.
El devanado de ranura fraccionada solo es posible con el devanado de doble capa. Limita el número de circuitos en paralelo disponibles porque el grupo de fases bajo varios polos debe estar conectado en serie antes de que se forme una unidad y el ensanchamiento respeta el patrón para dar la segunda unidad que se puede poner en paralelo con la primera.
