Fundamentos de Bobinados Eléctricos en Máquinas de Corriente Alterna

Bobinados Eléctricos de Corriente Alterna

Introducción a las Máquinas Eléctricas: Esquema de los Motores Asíncronos

Componentes Clave de los Bobinados en Máquinas de Corriente Alterna

En el estator de una máquina de corriente alterna se aloja el bobinado capaz de crear un campo magnético suficiente para producir el giro del rotor. Por la distribución del bobinado, el campo magnético que se crea es un campo giratorio que origina el movimiento en el rotor.

La velocidad de rotación del rotor es siempre inferior a la velocidad del campo magnético giratorio. Para que en los conductores del rotor se pueda generar una fem, es necesario que entre los conductores del rotor y la velocidad del campo giratorio exista una diferencia de velocidad; a esta diferencia se le llama deslizamiento.

La velocidad del campo giratorio o de sincronismo se calcula mediante la siguiente fórmula:

Donde:

• $n$ = revoluciones por minuto
• $f$ = Frecuencia (en Hercios)
• $p$ = Número de pares de polos

Debido al deslizamiento, la velocidad del rotor de un motor asíncrono será algo menor que la velocidad de sincronismo.

Elementos Constituyentes del Bobinado

A continuación, se detallan los componentes esenciales que conforman el sistema de bobinado:

• Ranuras (K): Son los espacios huecos que se encuentran a lo largo de la circunferencia del motor, cercanos al entrehierro, en donde se colocan los lados activos de las bobinas, ya que solo estos cortan las líneas de fuerza.
• Bobinas (B): Son las formadas por un número determinado de espiras cerradas que tienen un principio y un final. Las bobinas se componen de los lados activos y las cabezas.
• Lado Activo: Es la parte recta de la bobina, situada en el interior de la ranura, rodeada y cerrada por elementos aislantes.
• Grupos de Bobinas (G): Están formados por un grupo de bobinas conectadas en serie entre ellas. Cada grupo contiene un principio y un final. Se puede apreciar un grupo de bobinas de construcción concéntrica y un grupo de bobinas de construcción excéntrica.
• Amplitud de Grupo (m): Es el número de ranuras que quedan entre la bobina más pequeña del grupo y que serán ocupadas por otros grupos diferentes. La amplitud de grupo solo se utiliza para cálculos de bobinados concéntricos.
• Polos: Son núcleos de hierro rodeados por bobinas que, al ser recorridas por la corriente eléctrica, provocan un flujo magnético que da lugar a los polos magnéticos. Dependiendo del sentido de la corriente, los polos pueden ser norte o sur.
• Paso Polar ($Y_p$): Es la distancia que hay entre los ejes de dos polos contiguos y, por lo tanto, de diferente polaridad.
• Ancho de Bobina ($Y_k$): Es la anchura que tiene la bobina, calculada en número de ranuras.

Sistemas de Conexión de los Bobinados Trifásicos

Son bobinados concéntricos aquellos que tienen las bobinas de los grupos concéntricos, es decir, que tienen en un mismo centro todas las bobinas del grupo; por lo tanto, todas las bobinas del grupo son de diferente tamaño.