El bobinado de la armadura en un alternador puede ser de tipo cerrado o abierto. El bobinado cerrado forma una conexión estelar en el bobinado de la armadura del alternador.
Hay algunas propiedades comunes del bobinado de la armadura.
- La primera y más importante propiedad de un bobinado de armadura es que dos lados de cualquier bobina deben estar bajo dos polos adyacentes. Eso significa que la longitud de la bobina = paso del polo.
- El devanado puede ser de una sola capa o de doble capa.
- El devanado está dispuesto de tal manera en diferentes ranuras de la armadura, que debe producir emf sinusoidal.
Tipos de armadura de bobinado del alternador
Hay diferentes tipos de bobinado de armadura usado en el alternador. Los bobinados pueden clasificarse como
- Bobinado de armadura monofásica y polifásica.
- Bobinado concentrado y bobinado distribuido.
- Medio enrollado y todo enrollado.
- Una capa simple y doble capa de bobinado.
- La vuelta, la onda y el enrollamiento concéntrico o espiral y
- Bobinas de tono completo y bobinas de tono fraccionario.
Además de estos, el bobinado de la armadura del alternador también puede ser una ranura de bobinado integral y una ranura de bobinado fraccional.
Bobinado de armadura monofásica
Bobinado de armadura monofásica puede ser de tipo concentrado o distribuido.
El bobinado de la armadura concentrada
El bobinado concentrado se emplea cuando el número de ranuras de la armadura es igual al número de polos de la máquina. Este bobinado de la armadura del alternador da una salida máxima voltaje pero no exactamente sinusoidal.
La bobina monofásica más simple se muestra a continuación en la figura 1. Aquí, el número de polos = el número de ranuras = el número de lados de la bobina. Aquí, un lado de la bobina está dentro de una ranura bajo un polo y el otro lado de la bobina dentro de otras ranuras bajo el siguiente polo. El EMF inducido en un lado de la bobina se suma al del lado de la bobina adyacente.
Esta disposición de una armadura enrollada en un alternador se conoce como bobinado de ondas esqueléticas. Según la figura 1, el lado de la bobina 1 bajo el polo N está conectado al lado de la bobina 2 bajo el polo S en la parte posterior y el lado de la bobina 3 en la parte delantera y así sucesivamente.
La dirección de la EMF inducida en el lado de la bobina 1 es hacia arriba y la EMF inducida en el lado de la bobina 2 es hacia abajo. Una vez más, como el lado de la bobina-3 está bajo el polo N, tendrá EMF en la dirección ascendente y así sucesivamente. Por lo tanto, el total de EMF es la suma de EMF de todos los lados de la bobina. Esta forma de arrollamiento de la armadura es bastante simple, pero rara vez se utiliza ya que requiere un espacio considerable para la conexión final de cada lado de la bobina o conductor. Podemos superar este problema, en cierta medida mediante el uso de la bobina de múltiples vueltas. Usamos la bobina multi-vuelta de media vuelta para obtener mayor EMF. Dado que las bobinas cubren sólo la mitad de la periferia del inducido, nos referimos a esta bobina como Half coiled o Hemi tropic winding. La figura 2 muestra esto. Si distribuimos todas las bobinas en toda la periferia del inducido, entonces el devanado del inducido se denomina devanado completo.
La figura 3 muestra un bobinado de doble capa, donde colocamos un lado de cada bobina en la parte superior de la ranura de la armadura, y otro lado en la parte inferior de la ranura. (Representado por líneas punteadas).
El bobinado de la armadura distribuida del alternador
Para obtener una onda sinusoidal suave de EMF, conductores se colocan es varias ranuras bajo un solo polo. Este arrollamiento de la armadura se conoce como arrollamiento distribuido. Aunque el arrollamiento distribuido de la armadura en el alternador reduce la EMF, aún así es muy utilizable por la siguiente razón.
- También reduce la emf armónica y así se mejora la forma de onda.
- También disminuye reacción de la armadura.
- La distribución uniforme de los conductores, ayuda a un mejor enfriamiento.
- El núcleo se utiliza plenamente ya que los conductores se distribuyen por las ranuras de la periferia de la armadura.
La vuelta del alternador
A pleno pulmón… …de la vuelta… de 4 polos, 12 ranuras, 12 conductores (un conductor por ranura) alternador se muestra a continuación.
El paso posterior del devanado es igual al número de conductores por polo, es decir, = 3 y el paso frontal es igual al paso posterior menos uno. El devanado se completa por par del polo y luego se conecta en serie como se muestra en la figura 4.
El bobinado de la onda del alternador
El devanado de ondas de la misma máquina, es decir, cuatro polos, 12 ranuras, 12 conductores se muestra en la figura-e siguiente. Aquí, la inclinación trasera y la delantera ambas equivalen a algún conductor por polo.
Bobinado concéntrico o en espiral
Este bobinado para la misma máquina, es decir, cuatro polos 12 ranuras 12 conductores alternador se muestra en la figura-f a continuación. En este bobinado, las bobinas son de diferentes pasos. El paso de la bobina exterior es 5, el paso de la bobina central es 3, y el paso de la bobina interior es uno.
Armadura de Polifásica del Alternador
Antes de discutir la polifase el bobinado de la armadura del alternador…deberíamos repasar algunos de los términos relacionados para una mejor comprensión.
Grupo de bobinas
Es el producto del número de fases y el número de polos en una máquina rotativa.
Grupo de bobinas = número de polos el número de fases.
Equilibrado de la bobina
Si bajo cada cara del polo hay un número igual de bobinas de diferentes fases, entonces se dice que el devanado es un devanado equilibrado. En el devanado equilibrado, el grupo de bobinas debe ser un número par.
Desequilibrio de la bobina
Si el número de bobinas por grupo de bobinas no es un número entero, el devanado se conoce como devanado desequilibrado. En tal caso, cada cara del polo contiene desigualdades de bobinas de diferente fase. En un alternador bifásico, dos bobinas monofásicas se colocan en la armadura con una separación de 90 grados eléctricos entre sí.
En el caso de un alternador trifásico, se colocan tres bobinas monofásicas en la armadura, separadas por 60 grados (eléctricos) entre sí.
La figura de abajo representa, un Skelton 2 fase 4 polos enrollando dos ranuras por polo. La diferencia de fase eléctrica entre las ranuras adyacentes = 180/2 = 90 grados eléctricos).
Los puntos a y b son el punto de inicio del primer y segundo devanado de fase del alternador de dos fases. a y b son el punto de finalización del primer y segundo devanado de fase del alternador de dos fases, respectivamente. La figura de abajo representa un bobinado Skelton de tres fases y cuatro polos, tres ranuras por polo. La diferencia de fase eléctrica entre las ranuras adyacentes es de 180/3 = 60 grados (eléctrico) a, b y c son el punto de inicio de las fases roja, amarilla y azul, y a, b y c son los puntos finales de las mismas fases roja, amarilla y azul del bobinado trifásico.
Digamos que el devanado de fase rojo comienza en la ranura no 1 y termina sobre la ranura no 10. Luego el bobinado amarillo o el segundo bobinado comienza en la ranura no 2 y termina sobre la ranura no 11. El tercer o el bobinado de fase azul comienza en la ranura no 3 y termina en la ranura no 12. La diferencia de fase de las EMFs inducidas, en fase roja y amarilla, fase amarilla y fase azul y fase azul y fase roja se enrollan respectivamente en 60 grados, 60 grados y 240 grados (eléctricos respectivamente). Ya que en sistema trifásicola diferencia de fase entre la fase roja, amarilla y azul es de 120 grados (eléctrica). Esto puede lograrse revertiendo el devanado de la fase amarilla (segundo devanado) como se muestra en la figura anterior.
La figura de abajo representa un bobinado distribuido de 4 polos, 24 ranuras, una sola capa, 3 fases de tono completo. No de ranura por polo por fase
_______________________
La diferencia de fase entre los emfs inducidos en los conductores, de dos ranuras adyacentes es _________
Por lo tanto,
| Ranuras No: 1, 2, 7, 8, 13, 14, 19, y 20 para la fase R |
| Ranuras No: 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 y 24 para la fase Y |
| Ranuras No: 3, 4, 9, 10, 15, 16, 21 y 22 para la fase B |
La siguiente figura muestra una doble capa trifásica de tono completo …de la vuelta…. Cada bobina está espaciada 120 grados eléctricos de dos bobinas adyacentes. Esta bobina tiene 12 ranuras por polo por fase. Dado que el bobinado es la bobina de tono completo, el tono de cada uno. La bobina tiene 12 ranuras. Como un polo presenta 180 grados de espacio eléctrico, la inclinación de las ranuras corresponde a 180/12, es decir, 15 (eléctrico).
En una bobina de paso fraccionario, hacemos que la bobina abarque menos de 180 grados de espacio eléctrico. En la figura de arriba, una bobina en lugar de tener un paso de 12 ranuras ahora tiene un paso de 10 ranuras, de modo que su extensión ya no es igual al paso del polo.
Hay dos tipos de extensión de la bobina. La primera es la bobina de tono completo donde dos lados de la bobina están separados 180 grados (eléctricos). En la bobina de tono completo cuando un lado de la bobina está bajo el polo N, el otro lado está en la posición correspondiente, bajo el polo S. Los emfs inducidos en dos lados opuestos de la bobina difieren en 180 grados (eléctricos). Por lo tanto, la resultante, emf de la bobina, es sólo la suma aritmética de estas dos emfs.
La segunda es la bobina de corto alcance, donde, dos lados opuestos de una bobina no son exactamente 180 grados (eléctricos) es menos que eso. En este caso, la diferencia de fase entre EMF de dos lados de la bobina también es menor de 180 grados (eléctrico). Por lo tanto, la emf resultante de la bobina no es una simple suma aritmética de dos emfs, sino que es la suma vectorial de dos emfs. Por lo tanto, la EMF resultante de una bobina de tono corto es siempre menor que la de una bobina de tono completo. Pero aún así, es preferible utilizar la bobina de tono corto porque la bobina de tono corto reduce o elementos armónicos de las formas de onda.
Ranura integral y ranura fraccionaria de bobinado
Cuando el número de ranuras por polo por fase es un número entero, el devanado es el devanado de ranura entero pero cuando el número de ranuras por polo por fase es un número fraccionario el devanado al que nos referimos como devanado de ranura fraccionario.
El bobinado de ranura fraccional es practicable sólo con el bobinado de doble capa. Limita el número de circuitos paralelos disponibles porque el grupo de fase bajo varios polos debe ser conectado en serie antes de que se forme una unidad y el ensanchamiento respeta el patrón para dar la segunda unidad que puede ser puesta en paralelo con la primera.
