Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

APÉNDICE
B
Paso de bobina y devanados
distribuidos
Como se mencionó en el capítulo 3, el voltaje inducido en una máquina de ca es sinusoidal sólo
si se suprimen los componentes armónicos de la densidad de flujo del entrehierro. Este apéndice
describe dos técnicas utilizadas por los diseñadores de maquinaria para suprimir los armónicos en
las máquinas.
B.1 EFECTO DEL PASO DE BOBINA EN LAS MÁQUINAS DE CA
En la máquina de ca de diseño sencillo de la sección 3.4 los voltajes de salida de las bobinas del estator
eran sinusoidales porque la distribución de la densidad de flujo del entrehierro también lo era.
Si la distribución de la densidad de flujo del entrehierro no fuera sinusoidal, entonces los voltajes
de salida del estator tampoco lo serían, tendrían la misma forma no sinusoidal que la distribución
de densidad de flujo.
En general, la distribución de densidad de flujo del entrehierro en una máquina de ca no será
sinusoidal. Los diseñadores de máquinas hacen todo lo que está a su alcance para producir distribuciones
de flujo sinusoidales, pero no se ha podido llegar a un diseño perfecto. La distribución de
flujo real consistirá en un componente sinusoidal fundamental más los armónicos. Estos componentes
armónicos del flujo generarán componentes armónicos en los voltajes y en las corrientes del
estator.
En realidad los componentes armónicos en los voltajes y corrientes del estator son indeseables,
por lo que se han desarrollado técnicas para suprimidos en los voltajes y corrientes de salida de la
máquina. La utilización de devanados de paso fraccionado es una técnica importante de supresión
de armónicos.
Paso de una bobina
El paso polar es la distancia angular entre dos polos adyacentes
en una máquina. El paso polar de una máquina en grados eléctricos
es
360°
p
(B-1)
P
donde r p es el paso polar en grados mecánicos y P es el número
de polos en la máquina. Sin importar el número de polos en la
máquina, el paso polar siempre es de 180 grados eléctricos (véase
la figura B-1).
Si la bobina del estator pasa a través del mismo ángulo que
el paso polar, se llama bobina de paso completo. Si la bobina del
estator pasa a través de un ángulo menor que el paso polar, se
llama bobina de paso fraccionado. El paso de una bobina de paso
fraccionado a menudo se expresa como una fracción que indica
la porción del paso polar que abarca. Por ejemplo, una bobina de
N
S
S
p
FIGURA B-1 El paso polar de una máquina de cuatro polos es de
90 grados mecánicos o de 180 eléctricos.
N
p = 90° mecánicos
180° eléctricos