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09/11/2011

Bobinados de Motores Trifásicos

El motor experimental que vimos en el laboratorio representa un motor básico de dos polos en el cual se observa los tres grupos de bobinas bien definidos los cuales al conectarse cada grupo en una fase distinta sus campos magnéticos alternativos se componen vectorialmente resultando un campo magnético resultante de valor constante que gira es decir dos polos norte y sur que en un periodo de ciclo de corriente alterna estos dos polos dan un giro completo: esto se llama campo giratorio este fenómeno sucede dentro de todo motor de corriente alterna trifásico.Por una cuestión funcional del motor y con el propósito de mejorar su marcha y su rendimiento no es recomendable que los tres grupos de bobinas estén concentrados.Si observas cualquier motor de alterna trifásica veraz que los bobinados son todos simétricos y parecidos distribuidos homogéneamente toda la periferia del estator con el propósito de que el campo magnético no sea concentrado sino distribuido.

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Este esquema representa al mismo motor experimental pero su bobina esta mejor distribuido.

¿Cuál es la velocidad de campo de motor anterior? El objetivo siguiente es encontrar cuales son los parámetros que influyen en la velocidad angular del rotor a su vez el rotor va girar en función del campo giratorio.Nuestro motor experimental es de P=2 (dos polos) además sabemos que la frecuencia de red de la corriente alterna es de f=50Hz (frecuencia igual a cincuenta Hz) y vectorialmente se dedujo que este motor de dos polos el campo giratorio da una vuelta en un periodo de onda de corriente alterna con estos datos ¿Cuántas rpm (revoluciones por minuto) da este campo giratorio?

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Por lo tanto este es el tiempo que tarda en generarse un ciclo de corriente alterna y por lo dicho anteriormente es el tiempo que tarda en dar una vuelta el campo giratorio. Entonces en un segundo el campo dará cincuenta vueltas por lo tanto en un minuto las rpm será 3000.Esta misma es la máxima velocidad sincronica que se puede obtener con un motor trifacico a una frecuencia constante de 50 Hz.Si quiero modificar la velocidad del campo a frecuencia constante de 50 Hz lo que se hace es aumentar la cantidad de polos modificando adecuadamente el bobinado.La formula que nos permite calcular la velocidad sincronica es la siguiente:

f= frecuencia 50 Hzp= pares de polos

Esquema de motores

Para analizar los distintos tipos de bobinados, para desarrollar y diseñar los bobinados de un motor en función de los números de polos que quiero formar, para determinar correctamente la conexión interna y externa de los grupos se utiliza los esquemas. El método más aconsejable es el esquema desarrollado que consiste en mirar el interior del motor como si el estator fuese abierto y aplanado.Nuestro motor anterior tiene un esquema como el siguiente:

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Paso polar:Es la cantidad de ranura que le corresponde a cada polo de la maquina. En el esquema las ranuras que corresponde a un mismo polo tendrán los sentidos de corrientes iguales.

En todo motor se debe cumplir la simetría polar es decir que cada polo debe tener la misma cantidad de ranuras.

K=N° total de ranuras del estator.P=N° de polos.

Paso de entrada:Otra simetría que debe respetarse en un motor es el paso de entrada.Por cada par de polo las tres entradas deben estar separados entre sí, por la misma cantidad de ranuras proporcional a los 120° grados eléctricos que desfasan cada una de las fases.El paso polar se expresa en cantidad de ranuras y se calcula a través de una regla de tres simple.

Otra Simetría

Se trata del coeficiente Kfp que significa numero de ranuras por fase y por polo, esto quiere decir tal como se ve en el esquema en cada polo debe a ver la misma cantidad de ranura para cada fase.

Diseño del desarrollo del bobinado de motores trifásicos

Motores de ranura llena o simple capa

Se llama así cuando la ranura es ocupada por un solo lado activo de bobina.Como cada bobina tiene dos lados activos entonces el numero de bobinas del motor va ser igual a K/2 (la mitad del numero de ranuras).

Diseñar el esquema de un motor trifásico:

(n° de fases)

(n° de ranuras del eslator)

(n° de polos)

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Este tipo de bobinado se llama concentrico El bobinado concéntrico esta formado por un grupo de al menos dos bobinas cuya característica es que cada bobina disminuye escalonadamente su paso en este caso se trata de dos bobinas concéntricas de paso 7 paso 5.b= paso de bobinaSe puede hacer el mismo motor con otro tipo de bobinado osea modificando el diseño de la bobina

Este tipo de bobinado tiene como ventaja que las bobinas son todas iguales y también las cabezas de bobinas son mas chicas que en los concéntricos beneficiando en espacio, en gramos de cobre y rendimiento.Ademas el paso de bobina suele coincidir con el paso polar.

Paso acortadoEste último caso no siempre se puede aplicar dependiendo del número de bobinas por fase y por polo.Selo llama asi por que el paso de bobina es menor que el paso polar pero tiene sus ventajas pues mejora la marcha del motor, menos ruido y vibraciones, y se ahorra alambre de cobre.