Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

B.2 Devanados distribuidos en las máquinas de ca 477
a) b)
FIGURA B-6 a) Estator de máquina de ca con bobinas estatóricas preformadas. (Cortesía de Westinghouse Electric
Company.) b) Vista en detalle de los extremos de la bobina en un estator. Nótese que un lado de la bobina estará más
cerca de la orilla en su ranura y el otro lado estará más cerca del centro. Esta configuración permite que se utilice la
misma forma de bobina estándar en cada ranura del estator. (Cortesía de General Electric Company.)
Excepto en máquinas muy pequeñas, por lo regular las bobinas
del estator están formadas en devanados de doble capa, como se
muestra en la figura B-7. Normalmente los devanados de doble capa
son más fáciles de fabricar (menos ranuras para un número dado de
bobinas) y las conexiones en los extremos son más sencillas que las
de los devanados de una capa. Por lo tanto, son mucho menos caros
de fabricar.
La figura B-7 muestra un devanado distribuido de paso completo
para una máquina con dos polos. En este devanado hay cuatro bobinas
asociadas con cada fase. Todos los lados de la bobina de una fase
dada están localizados en ranuras adyacentes y se llaman cinturón de
fase o grupo de fase. Nótese que hay seis cinturones de fase en este
estator de dos polos. En general hay 3P grupos de fase en un estator
con P polos, P en cada fase.
La figura B-8 muestra un devanado distribuido que utiliza bobinas
de paso fraccionado. Nótese que este devanado aún tiene grupos
de fase, pero que se pueden mezclar las fases de las bobinas dentro
de una ranura individual. El paso de las bobinas es de 5/6 o de 150
grados eléctricos.
Factor de amplitud o de distribución
Grupo de fase
a 3
a 4
a 2
b9 4
c9 2 b9 3
c9 1
b9 1 b9 2
c9 4
c9 3
c 4
c 3
b 1 b 2 c 2
b 4
a9 3 c 1
b 3
a9 1
a9
a9 4 2
FIGURA B-7 Un devanado distribuido de paso completo de
doble capa para una máquina de ca con dos polos.
a 1
Si se divide el número total requerido de vueltas en bobinas independientes, es posible lograr un uso
más eficiente de la superficie interior del estator y se proporciona más fuerza estructural, puesto que
las ranuras labradas en el marco del estator pueden ser más pequeñas. Sin embargo, el hecho de
que las vueltas que componen una cierta fase estén en diferentes ángulos significa que sus voltajes
serán un poco más pequeños de lo que se esperaría de otra manera.
Para entender este problema, examínese la máquina que se muestra en la figura B-9. Esta máquina
tiene un devanado de una capa y el devanado del estator de cada fase (cada grupo de fase) está
distribuido entre tres ranuras separadas por 20°.
Si la bobina central de la fase a tiene inicialmente un voltaje dado por
E a2 = E ∠ 0° V