Fundamentos de Devanados y Campo Magnético en Máquinas de Corriente Continua

Parámetros Geométricos del Inducido

Paso polar (τ_p): Define la zona correspondiente a un polo magnético sobre la periferia del inducido. Para una máquina de 2p polos y diámetro D: τ_p = πD / 2p (en metros). Si la máquina tiene S secciones, el número total de haces será 2S, y el paso polar será: τ_p = S / p (en haces).

Ancho polar (b_p): Es la distancia medida sobre la periferia del inducido que recubre la zapata del polo. Se define mediante la relación: α = b_p / τ_p.

Paso anterior o ancho de bobina (y₁): Es la distancia en haces entre el lado de ida y el lado de vuelta de una sección.

• Si y₁ = S / 2p (siendo un valor entero), se dice que el devanado es diametral.
• Cuando y₁ < S / 2p, se dice que el devanado es de paso acortado.

Paso posterior o paso de conexión (y₂): Es la distancia en haces entre dos haces de ida consecutivos.

Tipos de Devanado de Inducido

Dentro de la configuración de las máquinas, diferenciamos principalmente entre devanados imbricados y devanados ondulados:

Devanados Imbricados

En los devanados imbricados, el paso posterior es negativo. En este caso, los haces de cada sección están situados debajo de polos magnéticos consecutivos, ya que se recorren en sentidos opuestos.

Devanados Ondulados

Por el contrario, en el devanado ondulado, los dos pasos son positivos y siempre se avanza en el mismo sentido. En estos devanados, se van recorriendo sucesivamente todos los polos Norte y Sur hasta completar todas las posiciones teóricas.

Cabe destacar que tanto los devanados imbricados como los ondulados pueden clasificarse en simples o múltiples.

Campo Magnético en el Entrehierro y Campo Inductor

El campo magnético básico para el funcionamiento de las máquinas de corriente continua está creado por el devanado inductor, el cual se encuentra arrollado en torno a los polos principales.

Distribución de la Inducción

La distribución espacial de la inducción magnética dependerá esencialmente de:

• La forma que tenga el perfil espacial de la zapata polar.
• El espesor del entrehierro.

En la máquina de C.C., ni la F.e.m. inducida ni el par mecánico interno dependen del contenido en armónicos espaciales de la onda de densidad de flujo. El perfil del polo se ajusta de forma que se obtenga el máximo de flujo; por ello, el entrehierro es prácticamente constante en la parte central de la zapata polar y se va incrementando a medida que nos acercamos a las expansiones polares.

El resultado final es una onda de inducción en la que se ha prescindido del efecto del ranurado para simplificar su estudio técnico.