Apuntes bobinados 2 TAMAÑO

CEFIRE ELDA
BOBINADO DE MOTORES ELÉCTRICOS
DE CORRIENTE ALTERNA
APUNTES Y EJERCICIOS PRÁCTICOS
(2ª PARTE)
Juan José Hoyos García
20/04/2008
BOBINADO DE MOTORES
ÍNDICE
1
INTRODUCCIÓN
2
OBJETIVOS
3
CONCEPTOS GENERALES (REPASO)
3.1
Generación de fem
3.2
Bobinas
3.3
Conceptos de paso polar y paso de ranura
3.4
Bobinados de una y de dos capas por ranura
3.5
Bobinados abiertos
3.6
Velocidad eléctrica. Frecuencia de una fem alterna
4
BOBINADOS DE CORRIENTE ALTERNA (REPASO)
4.1
Condiciones de los bobinados de corriente alterna
4.2
Conexión de los conductores activos de una bobina.
Tipos de bobinados
4.3
Bobinados por polos y por polos consecuentes
4.4
Conexión de los grupos de una fase
4.5
Número de ranuras por polo y fase
4.6
Número de bobinas por grupo
4.7
Extremos de las fases y distancias entre los principios de fases
4.8
Determinación de los principios en un devanado trifásico
4.9
Verificación de las conexiones de las fases
5
BOBINADOS DE DOS VELOCIDADES
5.1
Bobinados concéntricos
5.2
Bobinados imbricados
6
BOBINADOS BIFÁSICOS
7
BOBINADO DE MOTORES MONOFÁSICOS
7.1
Bobinados separados
7.2
Bobinados superpuestos
8
DOCUMENTOS DE APOYO Y BIBLIOGRAFÍA
ANEXO I
RELACIÓN DE ABREVIATURAS EMPLEADAS
ANEXO II
TABLAS DE FÓRMULAS
1
CEFIRE DE ELDA
1
INTRODUCCIÓN
La publicación de estos apuntes sobre bobinados de motores eléctricos, 2ª parte,
pretender ser una ampliación a los apuntes ya publicados el curso anterior también a través
del Cefire de Elda. Por lo tanto, continuan siendo una herramienta de aprendizaje tanto para
los alumnos como para los profesores de Ciclos Formativos de la rama de Electricidad. Con
la mínima teoría y a partir de esquemas, dibujos y ejercicios se pretende que el aprendizaje
sea un proceso evolutivo y continuo. Espero y deseo que los compañeros profesores de
ciclos puedan aprovecharlos en sus clases lectivas, profundizando en ellos lo que les
interese en cada curso.
Los contenidos de estos apuntes son de provecho para el CFG Medio de Equipos e
Instalaciones Electrotécnicas, en concreto para el módulo de Mantenimiento de
Máquinas Eléctricos impartido en segundo curso.
Para el desarrollo curricular de los ejercicios propuestos se han tomado como
referencias las capacidades terminales, criterios de evaluación y contenidos del currículo
que aparecen en los siguientes Reales Decretos:
- RD 629/1995, título y enseñanzas mínimas.
- RD 196/1996, currículo.
En este módulo de carácter práctico se incluye el cálculo y diseño de bobinados no solo
de motores eléctricos de todo tipo sino también de transformadores. Además de ensayos y
formas de controlarlos.
Es un módulo que se desarrolla normalmente en los talleres de electricidad. No
obstante, también es aconsejable el uso de ordenadores para buscar información en
catálogos CD-ROM, Internet o utilizar programas de diseño o de cálculo.
2
OBJETIVOS
Los ejemplos resueltos y ejercicios propuestos en esta publicación tienen la siguiente
capacidad terminal:
1.
2
Diseñar y calcular máquinas eléctricas rotativas de corriente alterna. Comprender su
funcionamiento para poder realizar ensayos normalizados y su mantenimiento. Además
de localizar y corregir las averías. Asegurar el rendimiento y seguridad en su régimen
nominal de funcionamiento.
BOBINADO DE MOTORES
3 CONCEPTOS GENERALES (REPASO)
3.1
GENERACIÓN DE FEM
a) En un conductor. Es necesario que dicho conductor se encuentre en el interior de un
campo magnético y que exista un movimiento relativo entre ambos (puede ser el conductor
el que se mueva mientras que el campo permanece fijo, o viceversa)
El valor de esta FEM inducida en el conductor es:
e = B.l.v
y su polaridad se determina mediante la aplicación de la regla de la mano derecha.
b) En una espira. La espira está constituida por dos conductores, en los que se inducen
fems que han de sumarse, para lo cual es necesario que dichos conductores, que reciben el
nombre de activos, se encuentren bajo polos de nombre contrario.
La parte de conductor que los une, recibe el nombre de cabeza de espira
3.2
BOBINAS
Son los conjuntos compactos de espiras que unidos entre si constituyen el bobinado
inducido de una máquina.
El valor de la FEM que se induce en una bobina tiene la siguiente expresión:
eB = 2.N.B.l.v
3.3
CONCEPTOS DE PASO POLAR Y PASO DE RANURA
a) Paso polar. Es la distancia que existe entre los ejes de dos polos consecutivos
expresada en número de ranuras. Su valor corresponde a la siguiente expresión:
Yp =
K
2p
b) Ancho de bobina o paso de ranura. Para que en una bobina se sumen las fems
inducidas en la totalidad de los conductores, es preciso que en todo instante los dos lados
activos de cada espira de esa bobina se encuentren situados simultáneamente bajo polos
de nombre contrario. Para ello es necesario que el ancho de bobina, es decir el número de
ranuras que hay que saltar para ir de un lado activo de la bobina al otro, sea
aproximadamente igual al paso polar. Por lo tanto tendremos:
YK ≈ Yp
3
CEFIRE DE ELDA
Paso diametral, acortado y alargado. El paso de ranura se llama diametral cuando
coincide con el paso polar es decir:
Yk = Yp
Se llama paso acortado cuando Yk<Yp, bien porque Yp no es entero o por razones
constructivas o de funcionamiento. Paso alargado es cuando Yk>Yp
3.4
BOBINADOS DE UNA Y DE DOS CAPAS POR RANURA
Los bobinados de le máquinas eléctricas, van alojados en huecos practicados sobre la
periferia interior del estator, si es este el que soporta dicho bobinado o bien sobre la periferia
exterior del rotor en el caso de tener que alojarlo en esta parte de la máquina. En cualquier
caso estos huecos reciben el nombre de ranuras y se distribuyen uniformemente a lo largo
de la periferia del rotor o del estator.
Según el número de lados activos de bobinas distintas que encontremos alojados en
cada ranura, podemos clasificar los bobinados en:
- Bobinados de una capa: Son aquellos en los que solo existe un haz activo por ranura.
En este tipo de bobinados cada bobina ocupará dos ranuras.
B = K/2
- Bobinados de dos capas: En este tipo, de bobinados tendremos dos haces activos por
ranura. La capa que está al fondo de la ranura se llama
inferior o interior y la que se encuentra junto al entrehierro se
llama superior o exterior.
Cada bobina tiene un lado en la capa inferior y otro en la superior. En este caso el nº de
bobinas será
B=K
3.5
BOBINADOS ABIERTOS
Las máquinas de corriente alterna tienen bobinados abiertos, pues cada una de sus
fases presenta dos extremos libres, principio y final, que se llevan a la placa de bornas o al
colector de anillos.
4
BOBINADO DE MOTORES
3.6
VELOCIDAD ELÉCTRICA. FRECUENCIA DE UNA FEM ALTERNA
Para generar una fem alterna debemos hacer girar un conductor en el seno de un
campo magnético uniforme y fijo. De esta forma obtendremos una señal completa cada vez
que demos una vuelta, por lo tanto la frecuencia de la señal, será el número de vueltas que
demos por segundo.
Es decir:
f = n/60
n en rpm
Si colocamos dos pares de polos en lugar del único que tenemos hasta ahora la
frecuencia de la señal será el doble (manteniendo la misma velocidad) pues en cada vuelta
avanzaremos dos ciclos eléctricos completos.
De forma general tendremos:
f = p. n/60
5
CEFIRE DE ELDA
4 BOBINADOS DE CORRIENTE ALTERNA (REPASO)
4.1
CONDICIONES DE LOS BOBINADOS DE CORRIENTE ALTERNA
- Todas las fases deberán tener el mismo número de espiras por fase.
- En los bobinados con circuitos paralelos todas las ramas deben tener igual
resistencia y producir fems iguales.
- Las fases deben estar desfasadas el ángulo característico del sistema al que
correspondan.
4.2
CONEXIÓN DE LOS CONDUCTORES ACTIVOS DE UNA BOBINA. TIPOS
DE BOBINADOS
Sean los conductores activos A B C D E F que se
encuentran bajo dos polos de nombre contrario y son
consecutivos, nos encontramos que los podemos
conectar de dos formas distintas manteniendo igual
fem resultante entre principio y final de cada grupo.
Como vemos podemos conseguir el mismo
resultado con dos formas constructivas diferentes.
Ésto permite dividir los bobinados en dos grandes
grupos:
Bobinados Concéntricos:
Son aquellos bobinados en los lados activos de
una misma fase situados frente a polos consecutivos,
son unidos por cabezas concéntricas formando así
verdaderos grupos de bobinas
Bobinados Excéntricos:
Son aquellos en los cuales los lados activos de una misma fase situados frente a polos
consecutivos irán unidos mediante un solo tipo de cabezas de forma que el bobinado está
constituido por un determinado número de bobinas iguales.
4.3
BOBINADOS POR POLOS Y POR POLOS CONSECUENTES
El conjunto de bobinas que unen los lados activos de una misma fase, situados enfrente
a polos consecutivos recibe el nombre de grupo.
Según el número de grupos que conforman cada fase de los bobinados de ca se
clasifican en:
6
BOBINADO DE MOTORES
Bobinados por polos:
Son aquellos bobinados en los que en cada fase hay tantos grupos como número de
polos, por lo tanto:
Gf = 2p
G = 2pq
Las fem generadas son alternativamente de sentido contrario, de manera que si en un
grupo el sentido es horario, en el siguiente será antihorario.
Bobinados por polos consecuentes:
Un bobinado se dice ejecutado por polos consecuentes cuando el número de grupos
que lo componen es igual al número de pares de polos.
Por tanto tendremos:
Gf = pG = pq
La característica constructiva de estos bobinados es que todos los lados activos de una
misma fase colocados bajo un mismo polo, son unidos a los lados activos de esa misma
fase situados frente a un sólo polo vecino al primero, sea el anterior o el posterior.
Ésto da lugar a que todos los lados activos de los grupos de una misma fase, generen
fems, con el mismo sentido instantáneo, bien sea horario o antihorario.
4.4
CONEXIÓN DE LOS GRUPOS DE UNA FASE
De acuerdo con lo anteriormente expuesto, existen dos reglas para la correcta conexión
de los grupos de una fase.
7
CEFIRE DE ELDA
En los bobinados por polos se unirá el final del primer grupo con el final del segundo
grupo, el principio de este con el principio del tercero, el final del tercero con el final del
cuarto, etc. Se une final con final y principio con principio.
En los bobinados por polos consecuentes se unirá el final del primer grupo con el
principio del segundo; el final de este con el principio del tercero, el final del tercero con el
principio del cuarto, etc. Es decir, se une final con principio.
4.5
NÚMERO DE RANURAS POR POLO Y FASE
El número de ranuras que bajo cada polo corresponde a cada fase la obtenemos
dividiendo el número total de ranuras entre el número de polos. Es decir:
Kpq = K/2pq
Para que este número sea entero, para cada valor de “p” y “q” el número de ranuras
totales “K” habrá de tener un valor determinado por la expresión anterior.
4.6
NÚMERO DE BOBINAS POR GRUPO
El número de bobinas totales, según hemos visto viene determinado por el número de
capas del bobinado.
- Si el bobinado es de una capa tendremos que B = K/2
- Si el bobinado es de dos capas tendremos que B = K
Conocidos el número total de bobinas "B" y el número total de grupos “G” (PP = 2pq y
PPC = pq), el número de bobinas por grupo vendrá determinado por:
U = B/G
4.7
EXTREMOS DE LAS FASES Y DISTANCIAS ENTRE LOS PRINCIPIOS DE
FASES
En los bobinados de ca, cada fase presenta dos extremos libres, principios y final. Para
denominarlos se utiliza la siguiente nomenclatura:
1ª fase
2ª fase
3ª fase
8
U
V
W
X
Y
Z
BOBINADO DE MOTORES
Para que las fases que forman el bobinado generen fem defasadas en el ángulo
característico del sistema, es necesario que los principios de las fases estén alojados en
ranuras separadas un ángulo que corresponda al sistema.
A una vuelta del inducido corresponden tantos ciclos eléctricos como pares de polos
tiene la máquina y como cada ciclo representa 360º eléctricos, resulta que:
1 vuelta del inducido = p. 360º eléctricos
A una vuelta del inducido le corresponden las "K" ranuras de la armadura, luego 360º
eléctricos abarcarán un número da ranuras igual a:
360º = K/p
Si el sistema es trifásico, los principios de las fases deben estar situados sobre ranuras
defasadas 120º eléctricos, luego la distancia entre los mismos expresada en ranuras será
de:
Y120 = K/3p
Si el sistema fuese bifásico tendríamos:
Y90 = K/4p
4.8
DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPIOS EN UN DEVANADO TRIFÁSICO
En un devanado trifásico, pueden ser tomados como principio de una fase determinada
todas las ranuras separadas un ángulo correspondiente a un ciclo completo. En una
máquina multipolar, existen varias ranuras en tales condiciones. Para determinarlas, se
prepara un cuadro con tres columnas una para cada fase, y con tantas líneas como pares de
polos tenga la máquina. Conociendo el paso de principios de fase (Y120), comenzaremos
colocando un 1 en el cuadro superior izquierdo, para posteriormente en sentido de le
escritura, ir situando los números que se obtienen al ir añadiendo sucesivamente el paso de
principios.
Así obtendremos en cada columna los números de las ranuras que pueden ser los
principios de fase, eligiendo de entre ellos los más interesantes, con la precaución de que
cada uno de ellos pertenezca a una columna distinta.
Si el bobinado es estatórico, conviene elegir la construcción que exija cables de salida a
la placa de bornas lo mas cortos posibles. Si el bobinado es rotórico conviene elegir la
construcción de principios equidistantes geométricamente con el fin de equilibrarlo
dinámicamente.
9
CEFIRE DE ELDA
U
1
4.9
V
W
→K/3P
↓ K/P
VERIFICACIÓN DE LAS CONEXIONES DE LAS FASES
Sobre el esquema podemos comprobar si la conexión entre las bobinas de las distintas
fases es o no correcta sin mas que verificar que se forma el número de polos correctos de la
máquina al hacer circular imaginariamente las corrientes por los devanados, teniendo en
cuenta el sentido de recorrido de acuerdo con la polaridad de cada fase en el instante
elegido.
Para la comprobación de los bobinados trifásicos, tendremos en cuenta que una fase
tiene siempre polaridad contraria a otras dos, por lo que al hacer circular las corrientes por
las tres fases del bobinado deberemos dar sentidos positivos en dos de ellas y negativo en
la otra.
10
BOBINADO DE MOTORES
5 BOBINADOS DE DOS VELOCIDADES
Para conseguir dos velocidades en un motor se puede lograr de dos formas diferentes;
la primera, la más sencilla eléctricamente consiste en bobinar el motor con dos bobinados
independientes, correspondiendo a cada uno de ellos una polaridad diferente.
Este procedimiento de superponer dos bobinados en las ranuras del motor hace que
este tenga mucho volumen para poca potencia, ya que las ranuras han de ser de doble
cavidad para poder contener el doble bobinado.
El segundo procedimiento de obtención de las velocidades consiste en que en un
mismo bobinado puedan obtenerse dos polaridades cambiando sus conexiones.
Se tiene, por ejemplo, que siendo de 8 polos, la polaridad mayor de un bobinado, de
dos velocidades, al hacer la conmutación de los polos queda reducida a la mitad, es decir, 4
polos. Correspondiendo para la primera polaridad 750 rpm y para la segunda 1500 rpm.
Para hacer el cálculo de este tipo de bobinados se han de seguir las siguientes normas:
5.1
BOBINADOS CONCÉNTRICOS
Llamando (P) a la polaridad mayor y (p) a la polaridad menor se tendrá:
Número de grupos
G = 2pq
Número de ranuras por polo y fase
Kpq =
K
2Pq
Número de bobinas por grupo
- Por polos consecuentes
- Por polos
U=
U=
K
2Pq
K
4Pq
Amplitud de grupo
- Por polos consecuentes: m = (q-1)xU
- Por polos: m = (q-1)xU
11
CEFIRE DE ELDA
Paso de principios
Y120 =
K
3p
Por lo que resumiendo queda:
5.2
Con la polaridad mayor se calculará
⎧Nº de ranuras por polo y fase
⎨
⎩Nº de bobinas por grupo
Con la polaridad menor se calculará
⎧Nº de grupos del bobinado
⎨
⎩Paso de principios
BOBINADOS IMBRICADOS
Número de grupos del bobinado
G = 2pq
Número de ranuras por polo y fase
Kpq =
K
2Pq
Número de bobinas por grupo
U=
B
2pq
Paso de ranuras
Yk =
K
2P
Paso de principios
Y120 =
K
3p
Por lo que resumiendo queda:
⎧Nº de ranuras por polo y fase
⎩Paso de ranura
Con la polaridad mayor se calculará ⎨
⎧Nº de grupos del bobinado
⎪
Con la polaridad menor se calculará ⎨Nº de bobinas por grupo
⎪Paso de principios
⎩
12
BOBINADO DE MOTORES
Ejemplo 1: Calcular un bobinado concéntrico por polos consecuentes para dos velocidades
cuyos datos son:
Nº de ranuras K = 24
Nº de polos 2p = 2 y 2P = 4
Nº de fases q = 3
Nº de bobinas B = K (dos capas)
Número de grupos
G = 2pq = 2 × 3 = 6
Número de ranuras por polo y fase
Kpq =
K
24
24
=
=
=2
2Pq 4 × 3 12
Número de bobinas por grupo
U=
K
24
24
=
=
=2
2Pq 4 × 3 12
Amplitud de grupo
m = (q - 1) × U = ( 3 − 1) × 2 = 2 × 2 = 4
Paso de principios
Y120 =
K
24
24
=
=
=8
3p 3 × 1 3
Tabla de principios
U
1
V
9
W
17
13
CEFIRE DE ELDA
Dibujo del bobinado
14
BOBINADO DE MOTORES
Ejemplo 2:
Calcular un bobinado imbricado por polos para dos velocidades cuyos datos
son:
Nº de ranuras K = 24
Nº de polos 2p = 2 y 2P = 4
Nº de fases q = 3
Nº de bobinas B = K
Número de grupos
G = 2pq = 2 × 3 = 6
Número de ranuras por polo y fase
Kpq =
K
24
24
=
=
=2
2Pq 4 × 3 12
Número de bobinas por grupo
U=
B
24
24
=
=
=4
2pq 2 × 3 6
Paso de ranuras
YK =
K 24
=
=6
2P 4
paso de bobina de 1 a 7
Paso de principios
Y120 =
K
24
24
=
=
=8
3p 3 × 1 3
Tabla de principios
U
1
V
9
W
17
15
CEFIRE DE ELDA
Dibujo del bobinado
X
2V
1W
Z
2U
1V
Y
2W
1U
X
2V
1W
Z
2U
1V
Y
2W
1U
16
BOBINADO DE MOTORES
6 BOBINADOS BIFÁSICOS
Los motores bifásicos, por lo general, se hacen concéntricos y por polos, ya que al
hacerlos por polos consecuentes, resulta complicado al tener que hacer diferentes modelos
de bobinas, por lo que queda desechado el realizar este tipo de bobinados.
El cálculo de los bobinados bifásicos es igual al empleado con los bobinados
concéntricos.
En lo único que varía el cálculo es en los principios, que en este caso se determinarán
para una distancia eléctrica en grados de 90. La fórmula que da el paso de principios se
indica por Y90.
Y90 =
K
4p
Si se desea conocer nuevos principios en el bobinado, se determinará el paso de ciclo
que equivale a 360 grados eléctricos.
Y360 =
K
p
Aplicando las dos fórmulas se establecerán los principios, lo que se demuestra
prácticamente con el siguiente ejemplo.
Ejemplo: En un motor de 36 ranuras y 6 polos determinar la tabla de principios.
Paso de principios
Y90 =
K
36
36
=
=
=3
4p 4 × 3 12
Paso de ciclo
Y360 =
Tabla de principios
U
1
13
25
K 36
=
= 12
p
3
V
4
16
28
17
CEFIRE DE ELDA
Ejemplo 3:
Calcular un bobinado concéntrico por polos.
Nº de ranuras K = 16
Nº de polos 2p = 2
Nº de fases q = 2
G = 2pq = 2 × 2 = 4
Número de grupos del bobinado
Kpq =
Número de ranuras por polo y fase
U=
Número de bobinas por grupo
Amplitud del grupo
K
16
16
=
=
=4
2pq 2 × 2 4
K
16
16
=
=
=2
4pq 4 × 2 8
m = ( q- 1) × 2U = ( 2 − 1) × 2 × 2 = 4
Y90 =
Paso de principios
K
16
16
=
=
=4
4p 4 × 1 4
Y360 =
Paso de ciclo
U
1
Tabla de principios
K 16
=
= 16
p 1
V
5
Dibujo del bobinado
U
18
V
X
Y
BOBINADO DE MOTORES
Ejemplo 4:
Calcular un bobinado concéntrico por polos.
Nº de ranuras K = 32
Nº de polos 2p = 4
Nº de fases q = 2
Número de grupos del bobinado
G = 2pq = 4 × 2 = 8
Número de ranuras por polo y fase
Kpq =
K
32
32
=
=
=4
2pq 4 × 2 8
Número de bobinas por grupo
U=
K
32
32
=
=
=2
4pq 4 × 2 × 2 16
Amplitud del grupo
m = ( q - 1) × 2U = ( 2 − 1) × 2 × 2 = 4
Paso de principios
Y90 =
K
32
32
=
=
=4
4p 4 × 2 8
Paso de ciclo
Y360 =
K 32
=
= 16
p
2
Tabla de principios
U
1
17
V
5
21
Se toman como principios: U-1, V-5
19
CEFIRE DE ELDA
Dibujo del bobinado
Y
X
V
U
20
BOBINADO DE MOTORES
7 BOBINADO DE MOTORES MONOFÁSICOS
Los bobinados monofásicos suelen ser siempre concéntricos y por polos.
Los motores monofásicos tienen dos bobinados independientes, el principal y el auxiliar.
Estos dos bobinados pueden ir separados o superpuestos.
El bobinado es separado cuando los dos bobinados ocupan ranuras diferentes y
superpuesto cuando algunas bobinas auxiliares van colocadas en ranuras ocupadas,
parcialmente, por bobinas principales.
7.1
BOBINADOS SEPARADOS
En los bobinados separados el devanado principal ocupa los dos tercios de las ranuras
totales. Por lo que el número de bobinas por grupo U y la amplitud m, viene dado por la
misma fórmula:
U=m=
K
6p
El devanado auxiliar ocupa un tercio de las ranuras totales y el número de bobinas por
grupo Ua viene dado por la fórmula.
Ua =
K
12p
La amplitud ma del grupo auxiliar, viene dada por la fórmula
ma =
K
3p
Para calcular el paso de principios se seguirá el mismo método que se emplea para
motores bifásicos.
7.2
Paso de principios
Y90 =
Paso de ciclo
K
p
Y360 =
K
4p
BOBINADOS SUPERPUESTOS
La disposición constructiva adoptada para los bobinados superpuestos varía mucho
según los fabricantes.
Para calcular un bobinado superpuesto se empezará por adoptar el número de bobinas
por grupo principal U, cuyo valor puede ser entero o entero+medio. Con este valor podremos
determinar el número de ranuras ocupadas por el bobinado principal, que será igual a
2px2U, de forma que las ranuras libres serán K-(2px2U), con lo que el valor de la amplitud
de grupo principal será:
21
CEFIRE DE ELDA
m=
K - ( 2p × 2U)
2p
Seguidamente se adoptará el número de bobinas por grupo del bobinado auxiliar. A
este fin se ha de tener en cuenta que este valor depende del obtenido para la amplitud del
grupo principal. En efecto, si este es par, el número de bobinas por grupo auxiliar ha de ser
un número entero, mientras que si la amplitud resulta de valor impar, el número de bobinas
por grupo auxiliar ha de ser entero + medio, es decir, que las dos medias bobinas exteriores
de dos grupos consecutivos ocuparán la misma ranura.
ma =
La amplitud del grupo auxiliar valdrá:
K - (2p × 2Ua)
2p
Finalmente se determinará la tabla de principios
Paso de principios
Ejemplo 5:
Y90 =
K
4p
Paso de ciclo
Y360 =
K
p
Calcular un bobinado concéntrico por polos.
Nº de ranuras K = 24
Nº de polos 2p = 4
Nº de fases q = 1 (monofásico)
Número de bobinas por grupo y amplitud del bobinado principal
U=m=
24
24
K
=
=
=2
6p 6 × 2 12
Número de bobinas por grupo del auxiliar
Ua =
K
24
24
=
=
=1
12p 12 × 2 24
Amplitud del grupo auxiliar
ma =
24
24
K
=
=
=4
3p 3 × 2 6
Y90 =
K
24
24
=
=
=3
4p 4 × 2 8
Paso de principios
Paso de ciclo
Y360 =
Tabla de principios
U
1
13
22
Ua
4
16
K 24
=
= 12
2
p
BOBINADO DE MOTORES
Dibujo del bobinado
Xa
X
Ua
U
23
CEFIRE DE ELDA
Ejemplo 6:
Calcular un bobinado concéntrico por polos.
Nº de ranuras K = 36
Nº de polos 2p = 6
Nº de fases q = 1 (monofásico)
Número de bobinas por grupo y amplitud del bobinado principal
U=m=
36
36
K
=
=
=2
6p 6 × 3 18
Número de bobinas por grupo del auxiliar
Ua =
K
36
36
=
=
=1
12p 12 × 3 36
Amplitud del grupo auxiliar
ma =
36
36
K
=
=
=4
3p 3 × 3 9
Y90 =
K
36
36
=
=
=3
4p 4 × 3 12
Paso de principios
Paso de ciclo
Y360 =
K 36
=
= 12
3
p
Tabla de principios
U
1
13
25
24
Ua
4
16
29
BOBINADO DE MOTORES
Dibujo del bobinado
Xa
X
Ua
U
25
CEFIRE DE ELDA
Ejemplo 7:
Calcular un bobinado concéntrico por polos.
Nº de ranuras K = 18
Nº de polos 2p = 2
Nº de fases q = 1 (monofásico)
Número de bobinas por grupo y amplitud del bobinado principal
U=m=
18
18
K
=
=
=3
6p 6 × 1 6
Número de bobinas por grupo del auxiliar
Ua =
K
18
18
=
=
= 1,5
12p 12 × 1 12
⎧ Superpuest os de 1 bobina + media por grupo
⎨
⎩ Alternados . 1 grupo de dos bobinas, 1 grupo de 1 bobina
Posibilidad de ejecución
Amplitud del grupo auxiliar
ma =
K
18
18
=
=
=6
3p 3 × 1 3
Paso de principios
Y90 =
18
18
K
=
=
= 4,5
4p 4 × 1 4
Acortado en 0,5 (4)
Paso de ciclo
Y360 =
K 18
=
= 18
p 1
Tabla de principios
26
U
Ua
1
5
BOBINADO DE MOTORES
Dibujo del bobinado
a) Superpuesto
U
Ua
X
Xa
Dibujo del bobinado
b) Alternativo
U
Ua
X
Xa
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CEFIRE DE ELDA
8
ƒ
DOCUMENTOS DE APOYO Y BIBLIOGRAFÍA
Libros:
- JIMÉMNEZ ORTEGA, Juan (2004) Mantenimiento de Máquinas Eléctricas. Madrid:
McGraw Hill.
- PUCHOL VIVAS, José M. Motores de corriente alterna. Rebobinado. Reparación de
averías. Modificaciones. Glosa.
- MARTÍNEZ, Fernando. Reparación y bobinado de motores eléctricos. Paraninfo.
- ORTEGA PLANA, Juan María, RAMÍREZ VÁZQUEZ, José (1987) Máquinas de
corriente alterna. Enciclopedia CEAC de electricidad. Barcelona: Ceac.
- RAMÍREZ VÁZQUEZ, José (1986) Talleres electromecánicos bobinados. Enciclopedia CEAC de electricidad. Barcelona: Ceac.
ƒ
Catálogos de fabricantes.
ƒ
Páginas Web de fabricantes:
- ABB
URL: http://www.abb.es (20/04/2007)
- AEG
URL: http://www.aeg.com (20/04/2007)
- Siemens
URL: http://www.ad-simens.com (20/04/2007)
- Schneider electric
URL: http://www.schneiderelectric.es/index.htm (20/04/2007)
- Telemecanique
URL: http://www.schneiderelectric.es/telemecanique/indexTelemecanique.htm (20/04/2007)
- Omron
URL: http://www.omron.com (20/04/2007)
28
BOBINADO DE MOTORES
ANEXO I
Yp
Yk
Y
Yc
Y90
Y120
Mc
m
PP
PPC
2p
P
Q
K
B
Gf
G
U
F
Kpq
RELACIÓN DE ABREVIATURAS EMPLEADAS
Paso polar.
Paso de ranura o ancho de bobina.
Paso resultante (bobinados ondulados)
Paso de conexión (bobinados ondulados)
Paso de principios de fase (bobinados bifásicos)
Paso de principios de fase (bobinados trifásicos)
Paso de cuadro (bobinados fraccionarios)
Amplitud (bobinados concéntricos)
Bobinado por polos.
Bobinado por polos consecuentes.
Número de polos.
Pares de polos.
Número de fases.
Número de ranuras.
Número de bobinas.
Número de grupos por fase.
Número de grupos totales.
Número de bobinas por grupo.
Frecuencia.
Número de ranuras por polo y fase.
29
CEFIRE DE ELDA
ANEXO II
TABLAS DE FÓRMULAS
BOBINADOS DE DOS VELOCIDADES
Bobinados concéntricos
G = 2pq
Kpq =
m = ( q- 1) × U Por polos consec.
m = ( q- 1) × U Por polos
K
2Pq
Y120 =
U=
K
Por polos consec.
2Pq
U=
K
Por polos
4Pq
K
3p
⎧Nº de ranuras por polo y fase
⎩Nº de bobinas por grupo
Con la polaridad mayor se calculará ⎨
⎧Nº de grupos del bobinado
⎩Paso de principios
Con la polaridad menor se calculará ⎨
Bobinados imbricados
G = 2pq
Kpq =
K
2pq
U=
B
2pq
Yk =
K
2p
Y120 =
K
3p
⎧Nº de ranuras por polo y fase
⎩Paso de ranura
Con la polaridad mayor se calculará ⎨
⎧Nº de grupos del bobinado
⎪
Con la polaridad menor se calculará ⎨Nº de bobinas por grupo
⎪Paso de principios
⎩
30
BOBINADO DE MOTORES
BOBINADOS DE MOTORES BIFÁSICOS
Y90 =
K
4p
Y360 =
K
p
BOBINADOS DE MOTORES MONOFÁSICOS
Bobinados separados
U=m=
K
6p
Ua =
K
12p
ma =
K
3p
Y90 =
K
4p
Y360 =
K
p
Bobinados superpuestos
m=
K - ( 2p × 2U)
2p
ma =
K - (2p × 2Ua )
2p
Y90 =
K
4p
Y360 =
K
p
31
CEFIRE DE ELDA
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