Chuck Yung
Especialista Sénior de Soporte Técnico de EASA
Mientras los fabricantes usan devanados concéntricos por su capacidad para bobinarlos directamente dentro del núcleo, muchos reparadores los convierten en bobinados excéntricos para aprovechar su curva FMM (fuerza magnetomotriz) superior.
Aunque la antigua Tech Note 12 (vea la página 2-187 del Manual Técnico de EASA), y la versión 4 del AC Motor Verification and Redesign Program, permiten convertir un bobinado concéntrico en un bobinado excéntrico comparable, aún existen algunos bobinadores empleando “atajos” que han aprendido con el tiempo.
Uno de ellos es el “bobinado a ranura llena” cuando un bobinador decide que seis grupos con pasos 1-14,16,18 son equivalentes a seis grupos con paso 1-16. La razón pra ellos es que cuando se hace el ranurado (layout), las bobinas ocupan las mismas ranuras, por lo que son equivalentes. En realidad no los son, pero veamos porque no es u na buena idea.
En un bobinado de 2 polos y 36 ranuras, los factores de cuerda son:
1-14 0.906
1-16 0.966
1-18 0.996
Usando un ejemplo con 30 vueltas/bobina, las vueltas efectivas del grupo concéntrico serían (30 x .906) + (30 x .966) + (30 x .996) = 86, comparadas con las 87 (90 x .966) del grupo del “bobinado a ranura llena”. La densidad del flujo magnético es inversamente proporcional a las vueltas, y el torque (HP or KW) es proporcional al cuadrado de la densidad en el entrehierro. Con lo cual, si solo consideramos el factor de cuerda, el bobinado excéntrico a ranura llena desarrolla menos del 98% del torque del bobinado concéntrico.
Esto no suena tan mal, pero vamos a verlo con más detenimiento. La otra variable a considerar es el factor de distribución. Un bobinado concéntrico también es denominado devanado “concentrado”. Esto porque en un bobinado concéntrico las bobinas comparten la misma línea central. Por consiguiente el factor de distribución es 1.0. Un bobinado excéntrico algunas veces es llamado devanado “distribuido” porque las bobinas se encuentran distribuidas a todo lo largo del grupo por fase y por polo. Si convertimos ese bobinado cocéntrico en un bobinado excéntrico convencional, usando seis grupos de seis bobinas, el factor de distribución del bobinado excéntrico convencional es 0.956.
El bobinador #1 dice, “Voy a insertar tres bobinas, saltar tres ranuras, así que las bobinas ocupan las mismas ranuras como en el grupo concéntrico” al insertarlas, el factor de distribución es 0.831. Como lo ilustra la Figura 1, la curva de FMM es menor que la ideal.
El bobinador #2 dice, “Voy a insertar una bobina, saltar una ranura, insertar una bobina, saltar una ranura, así que mi grupo de bobinas cubre casi el mismo ángulo como lo haría el grupo de un bobinado excéntrico” para sus seis grupos de tres bobinas, el factor de distribución se convierte en 0.990.
Esa diferencia no suena tan mal, ¿pero ahora que tenemos?. Como lo muestra la Figura 2, la curva de FMM es mejor que en la Figura 1 pero aún no es óptima.
Una conversión (rediseño) correcta de un bobinado concéntrico en excéntrico producirá el mismo torque que tenía el bobinado concéntrico original.
Bobinador #3 - “Si convertimos este bobinado concéntrico a un bobinado excéntrico convencional, usando seis grupos de seis bobinas”, el factor de distribución para un bobinado excéntrico estándar es 0.956. Asumiendo que el rediseño fue realizado de forma correcta, la potencia concuerda con la del devanado concéntrico original. Lo que hace que el valor 0.956 sea una referencia para comparar los resultados de los tres bobinadores. En la Figura 3, podemos ver una curva de FMM más sinusoidal que en las otras opciones.
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ANSI/EASA AR100
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