Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

B.2 Devanados distribuidos en las máquinas de ca 479
Se puede mostrar (véase al final del apéndice la fuente registrada con el número 1) que en un
devanado con n ranuras por grupo de fase espaciadas por g grados, el factor de distribución está
dado por
sen (n 2)
k d
n sen ( 2)
(B-22)
Nótese que en el ejemplo anterior con n = 3 y g = 20°, el factor de distribución es
k d
sen (n /2)
n sen ( /2)
que es el mismo resultado que se obtuvo antes.
sen[(3)(20°)/2]
3 sen(20°/2)
0.960 (B-22)
Voltaje generado que incluye los efectos de distribución
Ya se determinó que el voltaje rms en una sola bobina de N C vueltas y un factor de paso de k p es
E A 2 N C k p f (B-15)
Si la fase del estator consta de i bobinas, cada una con N C vueltas, entonces habrá un total de N P =
iN C vueltas en la fase. El voltaje presente a través de la fase será igual al voltaje debido a N P vueltas
presentes en la misma ranura multiplicadas por la reducción provocada por el factor de distribución,
por lo que el voltaje de fase total será
E A 2 N P k p k d f (B-23)
El factor de paso y el factor de distribución de un devanado a veces se combinan en un solo factor de
devanado k w , para facilitar su uso. El factor de devanado de un estator está dado por
Si se aplica esta definición a la ecuación del voltaje en una fase se tiene
k w k p k d
(B-24)
E A 2 N P k w f (B-25)
EJEMPLO 8-2
El estator de una máquina síncrona simple con dos polos, trifásica, conectada en Y, se utiliza para hacer
un generador. Tiene una construcción de bobina de doble capa, con cuatro bobinas del estator por fase
distribuidas como se observa en la figura B-8. Cada bobina consta de 10 vueltas. Los devanados tienen un
paso eléctrico de 150°, como se muestra en la figura. El rotor (y el campo magnético) gira a 3 000 r/min y
el flujo por polo en la máquina es de 0.019 Wb.
a) ¿Cuál es el paso de ranura del estator en grados mecánicos? ¿Y en grados eléctricos?
b) ¿Cuántas ranuras abarcan las bobinas del estator?
c) ¿Cuál es la magnitud del voltaje de fase de una de las fases del estator de la máquina?
d) ¿Cuál es el voltaje en las terminales de la máquina?
e) ¿Cuánta supresión del componente del quinto armónico proporcionan los devanados de paso fraccionado
del voltaje en relación con la disminución de su componente fundamental?
Solución
a) Este estator tiene seis cinturones de fase con dos ranuras por grupo de fase, por lo que tiene un total de
12 ranuras. Puesto que todo el estator abarca 360°, el paso del estator es
360°
12
30°
Éste es tanto el paso eléctrico como el mecánico, puesto que es una máquina con dos polos.