Bobinado Estatórico de la Máquina de Inducción o Asíncrona Trifásica

ML 244 Bobinado Estatórico de la Máquina de Inducción o Asíncrona Trifásica Gregorio Aguilar Robles 9 de setiembre de 2011

Motor Desmontado

Definiciones Espira.- Es una vuelta de un conductor o de varios conductores:

Espira de un solo conductor

Espira de tres conductores

Definiciones Bobina.- Es un conjunto de varias espiras.

Bobina de dos espiras de un solo conductor.

Bobina de dos espiras de tres conductores.

Definiciones Bobina

Bobinadora

Definiciones

Paso de Bobina Paso Completo (YC).- Corresponde al paso de un polo y se define de la siguiente manera:

S1 YC  P Donde: S1 = Número de ranuras del estator. P = Número de polos del motor.

Definiciones

Paso de Bobina Paso Óptimo (Y).- Corresponde a una fracción del paso completo y se define de la siguiente manera:

5 Y  YC 6 Donde el factor 5/6 corresponde a la fracción que permite reducir los efectos del 5° y 7° armónico.

Bobinado Imbricado Es el bobinado más utilizado en los estatores de las máquinas 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 de ranuras del estator. Bobinado de doble capa.- Es el bobinado imbricado en el cual el número de bobinas es igual al número de ranuras del estator. Es el que se usa en los motores de inducción o asíncronos trifásicos.

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

S1 q m. p Donde, m = Número de fases del motor.

Problema de Aplicación Se tiene un motor de inducción trifásico de dos polos, cuyo estator es de 24 ranuras. Para este estator realizar el diagrama panorámico de su bobinado imbricado.

Solución De los datos del problema, se tiene que:

S1 = 24 ranuras P = 2 polos m = 3 fases Asimismo, determinamos que:

Número total de grupos de bobinas = m x P = 3 x 2 = 6 grupos Número de bobinas / grupo-fase = q = 4

q

S1 m. p

q

24 3x 2

q  4 bobinas

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Si:

q

S1 m. p

q

24 3x 2

q  4 bobinas / grupo  fase

Entonces, el grupo de bobinas tiene la siguiente forma:

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Para efectos de simplificar la representación del grupo de bobinas, se tendrá que:

"q" Bobinas

a

a

b

b

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Paso Completo = YC

YC 

S1 p

24 2

YC  12 ranuras

5 x12 6

Y  10 ranuras

YC 

Paso Óptimo = Y

5 Y  YC 6 Si, Y = 10 ranuras

Y

Paso es: 1-11

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Paso de Grupo = d

d

S1 p

d

24 2

d  12 ranuras

Paso de Fase = e

e

24 S1 e 3 x(2 / 2) mx ( P / 2)

e  8 ranuras

Problema de Aplicación Continuación de la solución: El número total de grupos de bobina será: "q" Bobinas

"q" Bobinas

"q" Bobinas

"q" Bobinas

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase R

Fase S

Fase T

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Representación del número de polos del motor, materia del problema:

Fase R

Fase S

Fase T

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Representación del número de grupos y polos del motor, para la fase “R”: El número de grupos/fase es igual a 2, ya que P = 2 polos.

Fase R

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “R”:

q = 4 bobinas

q = 4 bobinas

Fase R 1

4'

13

16'

Número inicial q = 4 (agregándole ') Número inicial + d El número inicial siempre es “1”

Posición similar (4') + d

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “R”:

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase R 1

Entrada de la corriente

4'

13

Salida de la corriente

16'

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “R”, será de la siguiente manera:

2

15

2' 4

1

14

1' 3

16

3'

13' 14' 15'

16'

4'

13

Estator de 24 Ranuras

Disposición Horizontal

Estator de 24 ranuras

Estator de 24 Ranuras en Disposición Horizontal Mostrado en Forma Simplificada

Estator de 24 Ranuras en Disposición Horizontal Mostrando la Numeración 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

Estator de 24 Ranuras en Disposición Horizontal Mostrando el Inicio de la Numeración de los Conductores en la Parte Superior de las Ranuras

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1'

2'

3'

4'

5'

11

12

13

14

15

Paso: 1 - 11

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Estator de 24 Ranuras En Disposición Horizontal Mostrando la Numeración de los Conductores en el Fondo y en la Parte Superior de 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

Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de la Fase “R”

"q" Bobinas

1'

1

2

4'

2' 3

3' 4

1

15'

16'

17'

18'

X

X

X

X

1

2

3

4

19'

20'

21'

22'

23'

24'

1'

2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

11'

12'

13'

14'

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Salida

Entrada

4'

Bobinado del Segundo Grupo de Bobinas de la Fase “R” "q" Bobinas

16'

15' 14' 13'

13

16 15 14

16'

a

13

b

15'

16'

X

X

1

2

Entrada

17'

3

18'

4

19'

5

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

Salida

4'

14

5'

15

6'

16

7'

17

8'

18

9'

19

10'

20

11'

21

a

b

12'

13'

14'

X

X

23

24

22

Bobinado de los Dos Grupos de Bobinas de la Fase “R” "q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase R 1

13

4'

2

16'

16

3'

1

13' 14' 15'

15

2' 4

Entrada de la corriente

14

1' 3

16'

4'

Salida de la corriente 13

a

b

15'

16'

X X

X X

X

X

1

2

3

4

Entrada

17'

18'

19'

5

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

Salida

4'

14

5'

15

6'

16

7'

17

8'

18

9'

19

10'

20

11'

21

a

b

12'

13'

14'

X

X

23

24

22

Bobinado de la Fase “R”, sin Considerar el Recorrido de los Conductores de la Parte Inferior del Bobinado.

a

b

15'

16'

X X

X X

X

X

1

2

3

4

Entrada

17'

18'

19'

5

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

Salida

4'

14

5'

15

6'

16

7'

17

8'

18

9'

19

10'

20

11'

21

a

b

12'

13'

14'

X

X

23

24

22

Bobinado de la Fase “R”, sin Considerar el Recorrido de los Conductores

6I 5I 4I 3I 2I I 0

-I -2I

15'

16'

X X

X X

17'

18'

X

X

1

2

3

4

19'

5

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

4'

14

5'

15

6'

16

7'

17

8'

18

9'

19

10'

20

11'

21

12'

22

13'

14'

X

X

23

24

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “S”:

q = 4 bobinas

q = 4 bobinas

Fase S 9

12'

21

24'

Inicio de "R" + e (1 + 8 = 9) Posición Similar de "R" + e (agregándole ') (4' + 8 = 12') Inicio ( 9 ) + d (9 + 12 = 21)

El número inicial de la fase “R” es “1”

Posición similar (12') + d (12' + 12 = 24')

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “S”:

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase S 9

Entrada de la corriente

12'

21

Salida de la corriente

24'

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “S”, será de la siguiente manera:

10 11 12

9

22

9' 10' 11'

23 24

12'

21' 22' 23'

24'

21

Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de la Fase “S” "q" Bobinas 10

9' 11

10' 11'

12

9

12' 12'

9

15'

16'

17'

18'

19'

20'

21'

22'

1

2

3

4

5

6

7

8

23'

24'

1'

2'

X

X

X

X

9

10

11

12

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

11'

12'

13'

14'

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Salida Entrada

Bobinado del Segundo Grupo de Bobinas de la Fase “S” "q" Bobinas 22

21' 22' 23'

23 24

21

24'

21 24'

d d

c

b

a

15'

16'

17'

1

2

3

18'

4

19'

5

20'

6

21'

22'

23'

24'

X

X

X

X

7

8

9

10

Entrada

1'

2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

11'

12'

13'

14'

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Salida

c

b

a

Bobinado de los Dos Grupos de Bobinas de la Fase “S” "q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase S 9

21

12'

24'

10 12

23 24

21' 22' 23'

12'

9

Entrada de la corriente

22

9' 10' 11'

11

24'

Salida de la corriente

21

d d

c

b

a

15'

16'

17'

1

2

3

18'

4

19'

5

20'

6

21'

22'

23'

24'

X

X

X X

X X

1'

2'

X

X

7

8

9

10

11

12

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

11'

12'

13'

14'

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Salida Entrada

c

b

a

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Numeración de los terminales de los grupos de bobina de la fase “T”:

q = 4 bobinas

q = 4 bobinas

Fase T 17

20'

5

8'

Inicio de "S" + e (9 + 8 = 17) Posición Similar de "S" + e (agregándole ') (12' + 8 = 20')

Posición similar (12') + d (20' + 12 = 32' - 24 = 8')

Inicio ( 17 ) + d (17 + 12 = 29 - 24 = 5)

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Conexión de los terminales de los grupos de bobina de la fase “T”:

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase T 17

Entrada de la corriente

20'

5

Salida de la corriente

8'

Problema de Aplicación Continuación de la solución: Físicamente, la conexión de los grupos en la fase “T”, será de la siguiente manera:

18 19 20

17

17' 18' 19'

6

5' 7

6' 8

20'

7'

8'

5

Bobinado del Primer Grupo de Bobinas de la Fase “T” q = 4 bobinas

18

17' 18' 19'

19 20

17

17

20'

20'

h h

g

f

g

e

15'

16'

17'

18'

19'

20'

21'

22'

23'

24'

1'

2'

3'

4'

5'

6'

7'

X

X

X

X

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Salida Entrada

8'

9'

10'

11'

12'

13'

14'

21

22

23

24

f

e

Bobinado del Segundo Grupo de Bobinas de la Fase “T” q = 4 bobinas 6

5' 7

6' 8

5

7'

8' 5 8'

15'

1

16'

2

17'

3

18'

4

19'

5

Salida

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

4'

14

5'

6'

7'

8'

X

X

X

X

15

16

17

18

Entrada

9'

10'

11'

12'

13'

14'

19

20

21

22

23

24

Bobinado de los Dos Grupos de Bobinas de la Fase “T” "q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase S 9

21

12'

24'

10 12

21' 22' 23'

23 24

12'

9

Entrada de la corriente

22

9' 10' 11'

11

24'

Salida de la corriente

21

h h

g

f

g

e

15'

1

16'

2

17'

3

18'

4

19'

5

20'

6

21'

7

22'

8

23'

9

24'

10

1'

11

2'

12

3'

13

4'

14

5'

6'

7'

8'

X

X

X X

X X

X

X

15

16

17

18

19

20

Salida Entrada

9'

10'

11'

12'

13'

14'

21

22

23

24

f

e

Bobinado de las Tres Fases

15'

16'

X X

X X

17'

18'

X

X

1

2

3

4

19'

5

20'

6

21'

22'

23'

24'

X

X

X X

X X

X

X

9

10

11

12

7

8

Salida Entrada

Fase S Fase T

2'

3'

13

4'

14

5'

6'

7'

8'

X

X

X X

X X

X

X

17

18

19

20

15

16

Salida Entrada

Fase R

1'

9'

10'

11'

21

Salida Entrada

12'

22

13'

14'

X

X

23

24

Bobinado de las Tres Fases 15'

16'

X X

X X

17'

18'

X

X

1

2

3

4

19'

5

20'

6

21'

22'

23'

24'

X

X

X X

X X

X

X

9

10

11

12

7

8

Salida Entrada

Fase S Fase T

2'

3'

13

4'

14

5'

6'

7'

8'

X

X

X X

X X

X

X

17

18

19

20

15

16

Salida Entrada

Fase R

1'

9'

10'

11'

21

Salida Entrada

12'

22

13'

14'

X

X

23

24

Conexión de los Grupos en las Tres Fases "q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase R 1

4'

ER

13

16'

ER

SR

ER

SR

24'

ES

SS

ES

SS

ET

ST

ET

ST

SR

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase S 9

12'

ES

21 SS

"q" Bobinas

"q" Bobinas

Fase T 17 ET

5

20'

8'

ST

Conexiòn en Estrella

Conexiòn en Delta

¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ Muchas Gracias ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡