Mike Howell
Especialista de Soporte Técnico de EASA
La mayoría de los bobinados de los estatores de CA instalados por los centros de servicio de EASA son imbricados de doble capa, trifásicos y están balanceados. Pero ¿qué significa que estén balanceados? Si los devanados están balanceados, los voltajes generados en cada fase tienen la misma magnitud y el mismo ángulo de desfase (Ver Figura 1 ‒ Balanceado). Si hay alguna diferencia en la magnitud o en el ángulo de desfase, se trata de un devanado desequilibrado (Ver Figura 1 ‒ Desequilibrado). Está bien establecido que los devanados desequilibrados pueden causar vibraciones indeseables, ruido electromagnético y calentamiento adicional de los conductores debido a las corrientes circulantes.
Con muy pocas excepciones, duplicar un devanado original, balanceado o no balanceado, es un enfoque razonable para efectuar un rebobinado. Generalmente, cuando un fabricante utiliza un devanado desbalanceado, las consecuencias de hacerlo ya han sido evaluadas y se consideran aceptables. Sin embargo, los centros de servicio deben evitar los rediseños que requieran devanados desbalanceados. Si esto no es posible, se deben evitar los circuitos en paralelo y las conexiones en delta (triángulo); es decir, use un 1Y si es posible.
Este artículo no entrará en detalles sobre la agrupación de las bobinas y el diseño del devanado, pero se necesita cierta información general para discutir las condiciones de balanceo eléctrico. En primer lugar, en este artículo se supone que, el número de ranuras es divisible por el número de fases; si este no es el caso, es probable que sea necesario retirar una o más bobinas y deberá comunicase con el soporte técnico de EASA para obtener ayuda con ese diseño. A continuación, se supone que si las fases se dividen en circuitos en paralelo, entonces el número de circuitos es válido y que cada circuito tiene el mismo número de vueltas.
Devanados Integrales
Un devanado integral el aquel en el cual el número de ranuras por polo y por fase (SPP) es entero. Los devanados integrales son devanados balanceados. Podemos calcular el SPP como:
SPP = Q / (M·P)
donde
SPP son las ranuras por polo y por fase
Q son las ranuras del estator
P es el número de polos
M es el número de fases
Ejemplos de bobinados integrales son: 36 ranuras- 2 polos con SPP = 6, 48 ranuras - 4 polos con SPP = 4, y 54 ranuras - 6 polos con SPP = 3.
Devanados fraccionarios
Si las ranuras por polo y por fase (SPP) no son un número entero, el bobinado se conoce como fraccionario. Estos bobinados pueden ser balanceados o desbalanceados y el SSP se puede expresar como una fracción:
SPP = Q / (M·P) = I + n / d
donde
I es la parte entera del SPP
n es el numerador del resto
d es el denominador del resto
Ejemplos de bobinados fraccionarios son: 36 ranuras - 8 polos con SPP = 1+1/2, 48 ranuras - 6 polos con SPP = 2+2/3, y 72 ranuras - 10 polos con SPP = 2+2/5.
Las dos condiciones para que un devanado fraccionario esté balanceado son fáciles de verificar y el devanado está balanceado si estas dos condiciones se cumplen:
P / d = entero
d / M = no es entero
Para 72 ranuras - 10 polos, P/d = 2 y d/M = 1.67 y bobinado está balanceado. Para 48 ranuras - 6 polos, P/d = 2 pero d/M = 1, entonces el devanado no está balanceado.
En los devanados donde el número de ranuras es divisible por tres (mismo número de bobinas por fase) pero el bobinado está desbalanceado, por lo general, el número de polos es divisible por seis (ej. 6, 12, 18, 24). La Tabla 1 muestra algunas combinaciones de ranuras y polos que producen devanados desbalanceados. Si el desbalanceo de la magnitud del voltaje es inferior al 3% y el error en el ángulo entre las fases es inferior a 3°, la combinación se limita a "1Y"; es decir, el devanado se puede usar, pero se debe diseñar para una conexión 1Y si es posible. Para todos los demás casos, la combinación aparece como "No usar".
Como se mencionó anteriormente, los fabricantes a veces pueden emplear las combinaciones mostradas en la Tabla 1 y esto suele ser por razones económicas. La moraleja para el centro de servicio es evitar el uso de estas combinaciones al rediseñar las máquinas y, cuando se deba emplear una de ellas, evitar las conexiones en delta (triángulo) y con circuitos en paralelo.
Para otros devanados desbalanceados, en los que el número de ranuras no sea divisible por el número de fases, les recomendamos que se pongan en contacto con el soporte técnico de EASA antes de continuar. Estos devanados se encuentra a menudo en una máquina monofásica o bifásica que ha sido rediseñada trifásica. En otros casos, si un fabricante ha seleccionado un devanado desbalanceado, puede ser importante duplicar el diseño del devanado original para controlar los efectos del desbalanceo.
DISPONIBLE EN INGLÉS
ANSI/EASA AR100
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