Tom Bishop, P.E.
Especialista Sénior de Soporte Técnico de EASA
Cuando el número de bobinas por grupo es el mismo a lo largo de un devanado trifásico excéntrico (imbricado), la secuencia de agrupación es simplemente ese número de bobinas repetido tres veces multiplicado por el número de polos (ya que es trifásico). Por ejemplo, un devanado de 4 polos y 48 ranuras tiene 12 grupos de 4 bobinas.
La fórmula utilizada para determinar el número promedio de bobinas por grupo es: Bobinas por grupo = Ranuras divididas por grupos. Ya que no recomendamos el uso de bobinas a ranura llena en bobinados imbricados, el número de bobinas es igual al número de ranuras. El número de grupos en un devanado de polos alternos es igual al número de fases multiplicado por el número de polos. En muchos casos, existen devanados que tienen bobinas por grupo desiguales, como un bobinado de 8 polos de 36 ranuras, que tiene 24 grupos con un promedio de 1,5 (36/24) bobinas por grupo.
La cantidad de bobinas y el número de grupos para un devanado con una agrupación desigual (impar) se puede calcular, como se explica en el manual de rediseño de motores AC (págs. 107-112). Sin embargo, en la mayoría de los casos, la combinación de grupo y bobinas, la secuencia de agrupación y los circuitos permitidos se pueden encontrar en las tablas del manual técnico de EASA (págs. 2-206 a 2-209) o utilizando la calculadora de grupos on-line disponible en la página web de EASA (https ://easa.com/resources/online-calculators/ grouping-calculator).
Usaremos ejemplos para ilustrar algunos de los peligros y aspectos sutiles relacionados con los devanados con agrupamiento desigual de bobinas. El primer ejemplo es el devanado de 8 polos de 36 ranuras antes mencionado. Al ver las tablas de agrupación de bobinas del Manual Técnico de EASA (TM), notamos que hay dos tipos de tablas, una para conexiones con polos adyacentes (puentes 1-4) y la otra para conexiones con polos saltados (puentes 1-7). La tabla para puentes 1-4 indica que habrá 12 grupos de 1 bobina y 12 grupos de 2 bobinas, con una secuencia de 121, 212 (que se repetirá tres veces más). Un aspecto sutil de la tabla es que también indica el número de circuitos permitidos, que en este caso es 1, 2 o 4. Cualquier otro número de circuitos, como 8 en este caso, daría como resultado un devanado desequilibrado e inaceptable. Nota: Para obtener información sobre cómo tomar la decisión de usar puentes 1-4 o 1-7, consulte el artículo de Currents de marzo de 2011, “Skip-pole or adjacent-pole: Does jumper selection really matter?”
Continuando con el ejemplo, revisaremos las consideraciones si se desea un devanado con puentes 1-7. Como siempre será el caso, la tabla de puentes 1-7 en el TM indica la misma agrupación que con los puentes 1-4, es decir, 12 grupos de 1 y 12 grupos de 2 bobinas. Sin embargo, la secuencia es diferente. Es 121, 212, 212, 121 (que se repetirá una vez más). Tenga en cuenta que después de que la secuencia que se usó para 1-4 se completa una vez (121, 212), sigue la "imagen espejo" de esa secuencia (212, 121). Si no se siguiera este patrón, el devanado no tendría el mismo número de bobinas en cada circuito.
La tabla de la derecha en la Figura 1 indica que usar la secuencia para puentes 1-4 en un devanado conectado en estrella o delta de 36 ranuras, 8 polos y 2 circuitos con puentes 1-7 daría como resultado que cada fase tenga 4 grupos en paralelo con 8 grupos. El resultado sería la circulación de unas tremendas corrientes internas, altas corrientes de línea y el motor podría no girar. Si girara, tendría un par bajo y sería eléctricamente ruidoso. Tenga en cuenta que la tabla de la izquierda indica un devanado balanceado con 6 grupos en paralelo con 6 grupos en cada fase usando una disposición para puentes 1-4.
La Figura 2 muestra el patrón de calentamiento desigual de un devanado en estrella de 216 ranuras y 32 polos con 24 grupos de 3 y 72 grupos de 2. Una mala conexión dio como resultado que 6 grupos de 2 se conectaran en paralelo con 3 grupos de 3 más 3 grupos de 2. Es decir, había 12 bobinas (6x2) en paralelo con 15 bobinas (3x3 + 3x2), lo que resultó en corrientes circulantes y alto ruido eléctrico, así como alta corriente de línea y sobrecalentamiento en algunas bobinas.
El siguiente método se puede utilizar para determinar cuándo la secuencia de agrupación debe ser una "imagen espejo". Si la mayor cantidad de grupos dividida por el menor número de grupos es un número entero impar (p. ej., 1, 3, 5, etc.), la secuencia de agrupación debe ser del tipo "imagen espejo". Por ejemplo, un devanado de 54 ranuras y 8 polos tiene 18 grupos de 2 y 6 grupos de 3. Dividiendo 18 entre 6 obtenemos una relación de 3, que es un número entero impar. Al inspeccionar la tabla del TM para puentes 1-7, observamos que la secuencia de agrupación se convierte en una imagen espejo después de 4 sets de grupos.
Grupos y secuencia de agrupamiento para puentes 1-7 para 54 ranuras y 8 polos.
18 grupos de 2
6 grupos de 3
322, 232, 223, 222, 222, 322, 232, 223
1, 2 circuitos
Además de asegurarse de que se haya seleccionado la secuencia de agrupación correcta para el número de ranuras, polos y el tipo de puente (1-4 o 1-7), también confirme que el número de circuitos coincide con uno o más de los valores de las tablas. En el ejemplo de la Figura 3, el devanado de 8 polos puede tener 1 o 2 circuitos, por lo que usar 4 u 8 circuitos no quedaría balanceado y no sería aceptable. Una nota de cierre: Si está trabajando con un devanado con ranuras y polos que no aparece en las tablas, contácte al Soporte Técnico de EASA para obtener una secuencia de agrupación equilibrada y utilizable.
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