Chuck Yung
Especialista Senior de Soporte Técnico de EASA

Algunas veces cuando rediseñamos un motor, la velocidad requerida, necesita  más polos de los que son posibles de obtener con el número de ranuras del estator. O el motor ingresa en el centro de servicios con una placa que indica una velocidad que no parece compatible con el número de ranuras del estator (ej. 18 polos para 36 ranuras). En ambos casos, la respuesta puede ser un bobinado híbrido (o que funciona parcialmente con polos alternos y parcialmente con polos consecuentes).

Para entender la forma en que trabajan este tipo de bobinados, los compararemos con uno “normal”. Un truco usado por los bobinadores, consiste en verificar si la conexión del bobinado es correcta, dibujando un “diagrama de flechas” que indica los grupos de cada fase. En los bobinados  con polos alternos, las polaridades de cada grupo físico alternan  (Figura 1). En los bobinados con polos consecuentes todas las flechas apuntan en una misma dirección (Figura 2).

Mediante la conexión con polos consecuentes, se in duce una polaridad opuesta entre cada grupo de bobinas. El efecto resultante es que se crean el doble de polos por el número de grupos existentes o “polos fantasmas” (inducidos entre los polos reales), cuyas polaridades se oponen a las de los polos reales. 

Bobinado híbrido
Combinando estos dos diagramas básicos, es posible desarrollar un bobinado híbrido que funciona  parcialmente con polos alternos y parcialmente con polos consecuentes. Esto permite a los diseñadores, crear devanados tales como 10 polos con estatores de  24 ranuras, que no serían posibles de otra forma.

Este método es confiable, en la medida que se sigan las siguientes  reglas básicas:

• Cada fase debe estar balanceada y tener el mismo número de grupos reales.
• Cada fase debe tener el mismo número de polos reales y el mismo número de polos inducidos.
• El número de polos reales y el número de polos inducidos no deben  ser iguales.
• Los grupos fantasma deben estar ubicados en el diagrama de flechas, de tal forma que se cree una polaridad alterna en todo el bobinado.

Siga un proceso sencillo
Para simplificar el proceso, utilice plantillas con el número de ranuras reales. Calcule el número de grupos  requeridos, como si se tratara de un bobinado por polos alternos (Nº polos x 3 fases), reste este  resultado con el número de grupos posibles de acuerdo con  número de ranuras  del estator. La diferencia entre estos dos valores es el número de grupos fantasma requeridos. Para obtener los grupos fantasma por fase divídalos  por 3.

Ejemplo para 10 polos-24 ranuras:
10 polos x 3 fases = 30 grupos

30 grupos – 24 ranuras = 6 grupos fantasma requeridos.

Los grupos fantasma deben estar uniformemente distribuidos alrededor del estator, por lo que el próximo paso es determinar la secuencia de agrupamiento impar.

Existen 24 grupos con 1 bobina y 6 grupos con cero bobinas. Esto nos puede ayudar a pensar en que los “grupos con cero bobinas” son  espacios reservados para los polos fantasmas. 

Los grupos con cero bobinas deben repartirse equitativamente a lo largo de las 3 fases, por lo que para visualizarlo mejor,  los agruparemos como A-B-C: 111, 101, 110, 011, 110 y se repite de nuevo. Este patrón pone 2 ceros en cada fase.

Utilice un resaltador para identificar la posición de cada grupo fantasma en la plantilla de 24 ranuras.

Para simplificar el diagrama de conexiones, el próximo paso es dibujar el diagrama de flechas de los grupos e identificar las fases, incluyendo los grupos fantasma A-B-C.

Todo lo que falta  es dibujar la conexión, tratando los ceros como espacios reservados. Guíese por  la dirección de las flechas y no se confunda con el hecho de que algunos puentes están desde “afuera hacia adentro” o desde “afuera hacia afuera”. Cada vez que encuentre un grupo fantasma, simplemente no lo tenga en cuenta y continúe hasta el próximo grupo de la misma fase, siguiendo el sentido de las flechas. La clave para simplificar el proceso es seguir estos dos pasos- identificar las fases y seguir la dirección de las flechas que indican la relación alternada norte-sur de los grupos.

Observe los puentes largos donde los polos fantasmas  no se han tenido en cuenta. 

Con una economía tan global, se espera ver más motores pequeños  fabricados con este método único. Los fabricantes ahorran dinero, al fabricar motores de varias velocidades  utilizando unas pocas laminaciones estándar. Usando este método, se han obtenido buenos resultados en motores de hasta 10 HP (7.5 kW).

Consejo: Si al realizar el seguimiento de una conexión existente, se sospecha que se trata de un bobinado híbrido, una pista segura es la mezcla de puentes 1-3 o puentes 1-6, con los puentes 1-4 ó 1-7 que esperábamos encontrar.

DISPONIBLE EN INGLÉS

Categories: AC motors, Stators/windings, Design/theory/application

Tags: Winding connections Part-salient part-consequent

Rate this article:

No rating

Print