viernes, 21 de noviembre de 2008

Devanados Imbricado y Ondulados

DEVANADOS
IMBRICADOS

El tipo de construcción de devanados más sencilla que se utiliza en las máquinas de cd modernas es el devanado en serie sencillo o devanado imbricado.
Un devanado imbricado simplex de rotar consta de bobinas que contienen una o más vueltas de alambre y los dos extremos de cada bobina salen de segmentos del conmutador adyacentes.
Si el final de la bobina está conectado al segmento siguiente a aquel al que está conectado su comienzo el devanado es imbricado progresivo y, Yc = 1; si el
final de la bobina está conectado al segmento anterior
a aquel al que está conectado su comienzo el
devanado es imbricado regresivo y Yc = -l.

Cada lado de bobina está debajo de un polo de nombre contrario, y la o las espiras envuelven el flujo de un polo. Las conexiones de cada bobina terminan entre delgas contiguas, correspondiendo cada par de delgas a una bobina. Como los devanados son cerrados, cada delga es principio de una bobina y fin de la otra.


Una característica interesante de los devanados imbricados simples es que tienen tantos caminos o trayectorias de corriente paralelos a través de la máquina como polos en la misma.
Si C es el número de bobinas y segmentos del conmutador presentes en el rotor y P es el número de polos en la máquina, entonces habrá CIP bobinas en cada uno de los P caminos de corriente paralelos a través de la máquina.
El hecho de que haya P caminos de corriente también requiere que haya tantas escobillas en la máquina como polos para conectar todos esos caminos de corriente.

Sin embargo, el hecho de que haya muchos caminos paralelos a través de una máquina multipolar imbricada puede causar un problema muy serio.
Debido al largo tiempo que se ha utilizado, tiene cierto desgaste en los rodamientos y sus alambres inferiores están más cerca de las caras polares que los superiores.
Como resultado, hay un voltaje más grande en los caminos de corriente cuyos alambres pasan por debajo de las caras polares inferiores que en los caminos cuyos alambres pasan por debajo de las caras polares superiores.
Puesto que todos los caminos están conectados en paralelo, el resultado será una corriente circulante que fluye hacia afuera de algunas escobillas en la máquina y regresa a través de otras.
Sobra decir que esta situación no es buena para la máquina.
Puesto que la resistencia del devanado del circuito del rotor es muy pequeña, un pequeño desequilibrio entre los voltajes en los caminos paralelos provocará grandes corrientes circulantes a través de las escobillas y, potencialmente, serios problemas de calentamiento.
El problema con las corrientes circulantes dentro de los caminos paralelos de una máquina con cuatro o más polos no se puede eliminar por completo, pero se puede reducir un poco por medio de compensadores o devanados de compensación.
Los compensadores son barras ubicadas en el rotor de una máquina de cd cd de devanado de imbricado que hacen cortocircuito en puntos con el mismo nivel con nivel de voltaje en diferentes de caminos paralelos.


En general para un devanado imbricado múltiple (m-plex), la bobina del conmutador), yc es:

Yc= ±m

Y el número de caminos de la corriente en la máquina es:

a= mp
Donde:
a= Numero de caminos de corriente en el rotor
m= Numero de devanados completos independientes
p= Numero de polos en la maquina


Ejercicio resuelto:


Un alternador trifásico, tiene un inducido en conexión estrella de 10 polos, 120 ranuras con devanado imbricado, diametral de simple capa, agrupadas las bobinas por par de polo y con 8 espiras por bobina y dos ramas en paralelo por fase.
El flujo por polo de fundamental es de 56 mWb y el de tercera armónica 5,1 mWb
Calcular la FEM inducida en vacío por fase y línea cuando gira a 600 rpm

Q = 120, B = 60, p = 5, a = 1
Se resuelve con una rama en paralelo a=1, es decir con todas las bobinas de fase en serie














B= Número de bobinas totales para las 3 fases y para los 10 polos


u = lado activo por ranura

u = 1simple capa; u = 2 doble capa; u = 4 doble capa; u = 6 doble capa


Devanados
Ondulados


Estos sistemas también tienen un lado de bobina debajo de cada polo de nombre contrario, pero la conexión no llega a la delga continua. En la figura vemos un devanado ondulado tetrapolar. Se indicó con un trazo grueso una bobina para poder apreciar la marcha del arrollamiento.

Devanado ondulado simple
El devanado ondulado o en serie es una manera alternativa de conectar las bobinas del rotor a segmentos del conmutador.
En este devanado ondulado simple, una bobina de rotor sí y otra no, se conecta al segmento del conmutador adyacente al comienzo de la primera bobina.
Por lo tanto hay dos devanados en serie entre los segmentos del conmutador adyacentes.

Además, cada par de bobinas entre segmentos adyacentes tiene un lado bajo cada cara polar, todos los voltajes de salida son la suma de los efectos de cada polo y no puede haber un desequilibrio de voltaje.
En un devanado ondulado simple, hay sólo dos caminos de corriente.
La expresión general para el paso de conmutación en un devanado ondulado simple es:

yc= (c ± i) / p (Ondulado simple)


Donde C es el número de bobinas en el rotor y P es el número de polos en la máquina.
El signo de más está asociado con los devanados progresivos y el signo de menos con los devanados regresivos.

Devanado ondulado múltiple

Un devanado ondulado múltiple es un devanado con varios conjuntos independientes de devanados ondulados en el rotor.
Estos conjuntos de devanados extra tienen dos caminos de corriente cada uno, por lo que el número de caminos de corriente de un devanado múltiple es:

a= 2m (ondulado múltiple)

ANEXOS
























3 comentarios:

Oldran dijo...

Sería bueno que en la primera figura de devandado imbricado de dos escobillas se especifique el sentido de las corrientes.

Lucia Ortega dijo...

Me gustaría ver imágenes y explicación del devanado pata de rana que es la combinación del imbricado y el ondulado.

Jaime dijo...

La tercera imagen del devanado imbricado es de CUATRO POLOS, no de dos.