bobinado estatórico de la máquina de inducción o asíncrona trifásica
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Clase 05 del curso ML-244 Maquinas Electricas Rotativas dictada por el Ing Gregorio Robles Aguilar el dia 09 de setiembre de 2011. Clase de la Facultad de Ingenieria Mecanica de la Universidad Nacional de Ingenieria. Mas clases en www.Code09FIM.comTRANSCRIPT
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ML 244
Bobinado Estatórico de la Máquina
de Inducción o Asíncrona Trifásica
Gregorio Aguilar Robles
9 de setiembre de 2011
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Motor Desmontado
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Definiciones
Espira.- Es una vuelta de un conductor o de variosconductores:
Espira de un solo conductor Espira de tres conductores
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Definiciones
Bobina.- Es un conjunto de varias espiras.
Bobina de dos espiras deun solo conductor.
Bobina de dos espiras detres conductores.
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Definiciones
Bobina Bobinadora
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Definiciones
Paso Completo (YC).- Corresponde al paso de un polo y sedefine de la siguiente manera:
Donde:S1 = Número de ranuras del estator.P = Número de polos del motor.
Paso de Bobina
P
SY C
1
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Definiciones
Paso Óptimo (Y).- Corresponde a una fracción del pasocompleto y se define de la siguiente manera:
Donde el factor 5/6 corresponde a la fracción quepermite reducir los efectos del 5° y 7° armónico.
Paso de Bobina
C Y Y
6
5
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Bobinado Imbricado
Es el bobinado más utilizado en los estatores de lasmáquinas asíncronas o de inducción trifásicas.
Bobinado de una capa.- Es el bobinado imbricado en el
cual el número de bobinas es igual a la mitad del número deranuras del estator.
Bobinado de doble capa.- Es el bobinado imbricado en el
cual el número de bobinas es igual al número de ranurasdel estator. Es el que se usa en los motores de inducción oasíncronos trifásicos.
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Características del Bobinado Imbricado
de Doble Capa Número de Bobinas = S1
Número total de grupos de bobinas = m x P Número de bobinas / grupo-fase = q
pm
S
q .
1
Donde, m = Número de fases del motor.
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Problema de Aplicación Se tiene un motor de inducción trifásico de dos polos, cuyo estator es de 24ranuras. Para este estator realizar el diagrama panorámico de su bobinadoimbricado. Solución
De los datos del problema, se tiene que:S1 = 24 ranurasP = 2 polosm = 3 fases
Asimismo, determinamos que:
Número total de grupos de bobinas = m x P = 3 x 2 = 6 gruposNúmero de bobinas / grupo-fase = q = 4
pm
Sq
.
1
23
24
xq bobinasq 4
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Problema de Aplicación Continuación de la solución:
pm
Sq
.
1
23
24
xq fasegrupobobinasq / 4Si:
Entonces, el grupo de bobinas tiene la siguiente forma:
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: Para efectos de simplificar la representación del grupo de bobinas, se tendráque:
a b
a b
"q" Bobinas
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Problema de Aplicación Continuación de la solución:
Paso Completo = YC
p
SY C
1
2
24C Y ranurasY C 12
Paso Óptimo = Y
C Y Y 6
5 12
6
5 xY ranurasY 10
Si, Y = 10 ranuras Paso es: 1-11
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Problema de Aplicación Continuación de la solución:
Paso de Grupo = d
p
S1d
2
24d ranuras12d
Paso de Fase = e
)2 / (1
Pmx
Se )2 / 2(3
24
xe ranuras8e
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: El número total de grupos de bobina será:
Fase R
Fase S
Fase T
"q" Bobinas "q" Bobinas
"q" Bobinas "q" Bobinas
"q" Bobinas "q" Bobinas
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: Representación del número de polos del motor, materia del problema:
Fase R
Fase S
Fase T
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Problema de Aplicación Continuación de la solución:
Representación del número de grupos y polos del motor, para la fase “R”:
Fase R
El número de grupos/fase es igual a 2, ya que P = 2 polos.
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “R”:
Fase R
1 4'
Número inicial
q = 4 (agregándole ') Posición similar (4') + d
Número inicial + d
q = 4 bobinas q = 4 bobinas
13 16'
El número inicial siempre es “1”
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “R”:
Fase R
1 4'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
"q" Bobinas "q" Bobinas
16'13
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Problema de Aplicación Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “R”, será de la siguiente
manera:
2 1'3 2'
4 3'
1 4'
13'
1615
14
16'
13
15'14'
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Estator de 24 ranuras
Estator de 24 RanurasDisposición Horizontal
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Estator de 24 Ranuras en Disposición HorizontalMostrado en Forma Simplificada
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Estator de 24 Ranuras en Disposición Horizontal Mostrando laNumeración de los Conductores en el Fondo de las Ranuras
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
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Estator de 24 Ranuras en Disposición Horizontal Mostrando el
Inicio de la Numeración de los Conductores en la Parte Superior delas Ranuras
1' 2' 3' 4' 5'
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Paso: 1 - 11
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Estator de 24 Ranuras En Disposición Horizontal Mostrando la
Numeración de los Conductores en el Fondo y en la Parte Superiorde las Ranuras
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Paso: 1 - 11
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15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Salida
Entrada
Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de la Fase “R”
1'2 2'
3 3'4
1 4'
1 4'
"q" Bobinas
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Bobinado del Segundo Grupo de Bobinasde la Fase “R”
a b a b
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'X X X X
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada Salida
"q" Bobinas
16' 13
1316'
1615'14'
13'15
14
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Bobinado de los Dos Grupos de Bobinasde la Fase “R”
Fase R
1 4'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
"q" Bobinas "q" Bobinas
16'13 2 1'3 2'
4 3'
1 4'
13'
1615
14
16'
13
15'14'
a b a b
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada Salida
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Bobinado de la Fase “R”, sin Considerar el Recorrido
de los Conductores de la Parte Inferior del Bobinado.
a b a b
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada Salida
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15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
6I
5I
4I
3I
2I
I
0
-I
-2I
Bobinado de la Fase “R”, sin Considerar el Recorrido
de los Conductores
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “S”:
El número inicial de la fase “R” es “1”
Fase S
9 12'
Inicio de "R" + e
(1 + 8 = 9)
Posición Similar de "R" + e (agregándole ') Posición similar (12') + d
(4' + 8 = 12') (12' + 12 = 24')
Inicio ( 9 ) + d
(9 + 12 = 21)
q = 4 bobinas q = 4 bobinas
21 24'
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “S”:
Fase S
9 12'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
"q" Bobinas "q" Bobinas
21 24'
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “S”, será de la siguiente
manera:
9'
9
1011
12 11'10'
24 23'
24'12'
21
22 21'23 22'
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Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de laFase “S”
9 12'
"q" Bobinas
9'
9
1011
12 11'10'
12'
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Salida
Entrada
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Bobinado del Segundo Grupo de Bobinas de laFase “S”
24 23'
24'21
22 21'23 22'
"q" Bobinas
21 24'
d c b a
d c b a
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada Salida
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Bobinado de los Dos Grupos de Bobinasde la Fase “S”
d c b a
d c b a
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada
Salida
Fase S
9 12'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
"q" Bobinas "q" Bobinas
21 24'9'
9
1011
12 11'10'
24 23'
24'12'
21
22 21'23 22'
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “T”:
Fase T
20'
Inicio de "S" + e
(9 + 8 = 17)
Posición Similar de "S" + e (agregándole ') Posición similar (12') + d
(12' + 8 = 20') (20' + 12 = 32' - 24 = 8')
Inicio ( 17 ) + d
(17 + 12 = 29 - 24 = 5)
17
q = 4 bobinas q = 4 bobinas
5 8'
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “T”:
Fase T
20'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
8'17
"q" Bobinas "q" Bobinas
5
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Problema de Aplicación
Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “T”, será de la siguiente
manera:
17
17'1819
20 19'18'
8 7'
8'20'
5
6 5'7 6'
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Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de laFase “T”
20'17
q = 4 bobinas
17
17'1819
20 19'18'
20'
h g f e
h g f e
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Entrada
Salida
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Bobinado del Segundo Grupo de Bobinas de laFase “T”
q = 4 bobinas
5 8'
8 7'
8'5
6 5'7 6'
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Salida Entrada
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Bobinado de los Dos Grupos de Bobinasde la Fase “T”
Fase S
9 12'
Entrada de la corriente Salida de la corriente
"q" Bobinas "q" Bobinas
21 24'9'
9
1011
12 11'10'
24 23'
24'12'
21
22 21'23 22'
h g f e
h g f e
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X
X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Salida
Entrada
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Bobinado de las Tres Fases
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Fase R
Fase S
Fase T
EntradaEntrada
Salida
Entrada
SalidaSalida
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Bobinado de las Tres Fases
15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14'
X X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Fase R
Fase S
Fase T
Salida Salida SalidaEntrada Entrada Entrada
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Conexión de los Grupos en las Tres Fases
Fase R
1 4'
Fase S
9 12'
Fase T
20' ET ST
Conexiòn en
Delta
ER SR
ES SS
Conexiòn en
Estrella
ER SR
ES SS
ET ST
ET ST8'
ER SR
ES SS
"q" Bobinas "q" Bobinas
17 5
"q" Bobinas "q" Bobinas
21 24'
"q" Bobinas "q" Bobinas
13 16'
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