Bobi b n i ad a os s de e má m q á u q i u n i as a s de e corrie i n e te e contin i ua u. a

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1 Bobinados de máquinas de corriente continua. N PALLERO 1

2 Máquinas de Corriente continua Aspectos Constructivos N PALLERO 2

3 Bobinados de máquinas Rotativas. Bobinados de inducido (MCC) N PALLERO 3

4 PARAMETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS BOBINADOS DE INDUCIDO (MAQ. CORRIENTE CONTINUA) B= numero de bobinas elementales K = numero de ranuras u = numero bobinas por ranuras B/K Y1: primer paso de arrollamiento, es la distancia entre el primer lado activo y el segundo lado activo de la misma sección. Y2: segundo paso de arrollamiento, es la distancia entre el segundo lado activo y el primer lado activo de la sección que sigue a la primera según esquema. Y: paso de arrollamiento de inducido, distancia medida en ranuras entre lados activos de una misma sección Yc: paso de colector, es la distancia expresada en delgas, entre las dos delgas unidas al principio y final de una bobina simple. N PALLERO 4

5 PARAMETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS BOBINADOS DE INDUCIDO (MAQ. CORRIENTE CONTINUA) Bob. Imbricado Bob. Ondulado Y= y 1 - y 2 bobinado imbricado Y= y 1 + y 2 bobinado ondulado Y col = y N PALLERO 5

6 PARAMETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS BOBINADOS DE INDUCIDO (MAQ. CORRIENTE CONTINUA) Conexión de bobinas en bobinado ondulado N PALLERO 6

7 PARAMETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS BOBINADOS DE INDUCIDO (MAQ. CORRIENTE CONTINUA) Conexión de bobinas en bobinado imbricado simple a) cruzado y =-1 - b) no cruzado y=1 N PALLERO 7

8 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados del inducido. Imbricado N PALLERO 8

9 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados del inducido - Ondulado N PALLERO 9

10 Bobinados de máquinas Rotativas. Fem Maquina de corriente continua N PALLERO 10

11 Máquinas de Corriente continua Fem N PALLERO 11

12 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados del inducido. N PALLERO 12

13 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados del inducido. Bobinado Imbricado -Siempre hay tantas ramas en paralelo como número de polos. -Cada trayectoria contiene un grupo de bobinas en serie que se calculan mediante Nc/a, siendo Nc el número total de bobinas de la armadura. - La corriente que conduce cada bobina se calcula como la relación I/a, donde I es la corriente total de armadura. -El bobinado necesita tantas escobillas como polos existan. Bobinado Ondulado -El número de trayectorias es independiente del número de polos e igual a 2= a = a. -Cada trayectoria contiene un grupo de bobinas en serie que se calculan mediante Nc/a, igual que en el imbricado. - La corriente que conduce cada bobina se calcula como la relación I/a, donde I es la corriente total de armadura. -El bobinado solo necesita dos escobillas, independientemente del número de polos.. N PALLERO 13

14 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados del inducido. Comparación entre Bobinado Imbricado y bobinado Ondulado -El bobinado imbricado se utiliza en máquinas de corriente intensa y bajo voltaje. -El bobinado ondulado se presta para aplicaciones de alto voltaje y corriente débil, el nivel de tensión está limitado por la tensión entre delgas del colector y por el nivel de aislación de las bobinas de la armadura. N PALLERO 14

15 N PALLERO 15

16 Bobinados de máquinas Rotativas. FEM. Fem Maquina de corriente continua E a 1 = π N 2 aφ pω mesen( ω met) d ( ω met) = ω π 0 π me N a Φ p E a P = N aφ pω π m = PN a Φ p n 30 Za N a = 2a E a = P Za 2π a Φ p ω m = P 60 Za a Φ p n N PALLERO 16

17 Bobinados de máquinas Rotativas. FEM. Fem Maquina de corriente continua 2π E ef = f N 2 Φ Recordemos la formula del valor eficaz de la fem inducida suponiendo distribución de flujo sinusoidal E max = 2π f N Φ Emed = 2 Emax π P n f = 2 60 N Z 2a E med = 4 f N Φ Valor medio de la fem inducida P n Z n E = 4 Φ = 2 p Φ a 60 = med s N PALLERO 17 z

18 Bobinados de máquinas Rotativas. FEM. Fem Maquina de corriente continua Las dimensiones del inducido dependen de la potencia y velocidad de funcionamiento. El tipo de bobinado depende de la relación entre densidad de flujo, velocidad, longitud de arco polar y la tensión. e = Blv Voltios por conductor B medio = flujo. por. polo numero. de. polos area. de.sup erficie. de. inducido = φ2 p πdl E med = B l πdn z = 2pφ n med s z s n en r.p.s N PALLERO 18

19 Bobinados de máquinas Rotativas. FEM. Fem Maquina de corriente continua Las ecuaciones anteriores se ha supuesto que las espiras se encuentran concatenadas con igual número de líneas de flujo en cualquier instante, esto no ocurre en una maquina real donde las Z/2 a espiras se encuentran dispuestas a los largo de la periferia del inducido de manera que las fems inducidas en ellas no están en fase. N PALLERO 19

20 FEM inducida. Influencia de los factores de bobinado (Kp y Kd) Las tensiones inducidas en un arrollamiento de colector son alternas, actuando el conjunto colector-escobillas como rectificador mecánico. La tensión resultante entre las escobillas se obtiene por suma vectorial. Los factores kp y kd se calculan con las mismas fórmulas que para bobinados de corriente alterna. Hay que tener en cuenta que como el ángulo de ranura es muy pequeño, se aplica la relación cuerda/arco para el cálculo del factor de distribución. Salvo excepciones, el acortamiento de paso es tan pequeño que no tiene influencia apreciable sobre la tensión de salida En la máquina de corriente continua carece de importancia que la onda de flujo sea sinusoidal. Con el fin de obtener la máxima tensión, la densidad de flujo se hace lo más grande posible, teniendo en cuenta no superar valores compatibles con una conmutación adecuada. N PALLERO 20

21 Máquinas de Corriente continua fem inducida factor de distribución. cuerda k d = = arco sen( qα / 2) q( α / 2) k d diametro = = mitad de circunferencia N PALLERO 21 2 π

22 Máquinas de Corriente continua Factor de distribución. a Las escobillas toman la tensión correspondiente al diámetro del circulo (a-b) La suma algebraica de las tensiones de todos los elementos del devanado entre escobillas se aproximan a un valor igual a la mitad de la circunferencia del circulo ( ó ) k d = mitad diametro de circunfere ncia = 2 π N PALLERO 22

23 Máquinas de Corriente continua fem. Explicación de la variación de la tensión en una máquina de c.c. N PALLERO 23

24 Máquinas de Corriente continua Efectos de asimetrías constructivas. N PALLERO 24

25 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados. Conexiones Compesadoras. N PALLERO 25

26 Máquinas de Corriente continua Efectos de asimetrías constructivas. N PALLERO 26

27 Máquinas de Corriente continua Tipos de bobinados. Conexiones Compesadoras. N PALLERO 27

28 Bibliografia de referencia Este material se elaborado en base a la siguiente bibliografía: Hindmarsh - Máquinas eléctricas y sus aplicaciones Kostenko Piotrovski -Tomo I Máquinas eléctricas Liwschitz. Maquinas de corriente continua N PALLERO 28

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