clase vi - general ida des devanados

DEVANADOS DE A.C

Máquinas Eléctricas Rotativas II – Luis Carlos Castro 2010

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Devanado Unidad II Central HidroeléctricaSALVAJINA

Grupo de Investigación CONVERGIA

DEVANADOS DE A.C


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Generalidades sobre los devanados de A.C

Clasificación de los devanados de acuerdo al método de fabricación•Devanados de bobinas aleatorias•Devanados de bobinas preformadas•Devanados de barras tipo Roebel

Clasificación de los devanados de acuerdo con la utilización de la ranura•Devanados de doble capa•Devanados de una capa

Reglas de Construcción de Devanados•Serie numérica de Kostenko•Matriz geométrica del devanado

Contenido


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3 Generalidades sobre los devanados de A.C

Los devanados son una de las partesmás importantes de las máquinasrotativas y los que demandas mayoresrecursos tecnológicos, desarrollo einvestigación, mantenimiento continuo yespecializado.

Aproximadamente el 66% de las fallasque ocurren en las máquinas eléctricasse deben a los devanados del estator,del rotor y a problemas con losrodamientos, siendo las fallas en losdevanados del estator las másfrecuentes.


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Esquema eléctrico de un devanado trifásico


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Cabeza debobina

Parte de labobina insertadan la ranura

Terminalesde salida


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6 Clasificación de los devanados de A.C

Devanados de Bobinas Aleatorias/Random-Wound winding

Este tipo de devanados están formados por bobinas de varias espiraslas cuales se forman en el estator.


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Devanados de Bobinas Preformadas /Form-Wound winding

Son bobinas formadas antes de ser insertadas en el estator.Generalmente cada bobina está formada por varias espiras.Debido a que su fabricación es costosa se restringe su uso paramáquinas con voltaje >1000VLa cabeza de bobina genera dos planos en el cual cada lado debobina esté en un solo plano.


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Devanados de Bobinas Aleatorias/Random-Wound winding

Las espiras se forman con alambre magnético esmaltado redondo.Cada espira se forma de a una a la vez y de forma aleatoria en laranura por lo que la primera espira puede ser adyacente a la última.Esta condición restringe su uso para pequeños motores <1000V


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Devanados de Bobinas Preformadas /Form-Wound winding

También se conocen comodevanados imbricados oLap winding.


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Devanados de Barras Tipo Roebel

Este tipo de devanados son empleados en máquinas de gran potencia(50MVA) y de alto voltaje.Cuanto mayor es la potencia de la máquina, mayor es el volumen delas bobinas y por lo tanto se hace cada vez más difícil manipularlas.


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Devanados de Barras Tipo Roebel

Este tipo de bobinas solo tienen una sola espira compuesta por varios“strands”. Cada bobina esta formada por dos mitades que se insertanindividualmente en las ranuras y luego se unen las cabezas de bobinamediante procesos especializados de soldadura.


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Devanados de Doble Capa


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Devanados de Una Capa


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14 Reglas de Construcción de Devanados

Serie numérica del devanado (Kostenko)


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Serie numérica del devanado, Kostenko

1. Entre los datos del devanado (Z, m, 2P, Y)

2. Determine la factibilidad del devanado


mtZ

pZDCMt ,..

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3. Calcula el número de bobinas por polo y fase


cba

mpZq

24. Calculo el paso de bobina Y

5. Calcula la serie numérica de acuerdo a q:De cada c grupos de bobinas b tienen a+1 bobinas y c-b tienen abobinas

6. Con la serie numérica haga grupos de m dígitos que representancada polo magnético de la máquina

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7. Tome el primer dígito del primer grupo de m dígitos y ubique en

el estator tantas bobinas seguidas como lo indique dicho dígito

8. Repita el paso 7 para el primer dígito del segundo grupo de m

dígitos

9. Repita el paso 8 hasta llegar al último grupo de m dígitos

10. Repita los pasos 7, 8 y 9 pero esta vez comenzando por el

segundo dígito de cada grupo de m dígitos.

11. Repita el paso 10 hasta llegar al dígito m del grupo de m dígitos


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12. Si se trata de un devanado imbricado conecte finales con finales y

principios con principios de cada grupo de bobina

13. Si se trata de un devanado ondulado conecte principios con

finales primero conectando todos los grupos que forman un polo

norte y luego todos los polos que forman un polo sur. Luego se

tendrán dos grupos de bobinas: los nortes y los sures. Conecte

estos dos grupos final con principio

14. Considerando un desplazamiento de 360/m determine los

terminales de entrada y salida de cada fase que tengan este

desplazamientoGrupo de Investigación

CONVERGIA

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EJEMPLOConstruya un devanado trifásico tipo imbricado de doble capa con los siguientes

datos: 24 ranuras, 4 polos y un paso polar equivalente a 6 ranuras

Se determina la factibilidad del devanado

412

23227

**

q

913

271227

*

,MCDt

Se calcula el número de bobinas por polo y fase

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Se calcula el paso del devanado

222223232322 |||

6YSe calcula la serie numérica

Cada grupo de m=3dígitos forma un poloCada dígito indica el

número de bobinasde una fase debajode cada polo

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222223232322 |||

Distribución geométrica de las bobinas en el estator

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222223232322 ||| 222223232322 |||


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222223232322 |||


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222223232322 |||

Conexión entre grupos de bobinas

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Ubicación de las otras fases de acuerdo con su desplazamientoeléctrico

Zpelec

360

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Matriz geométrica del devanado

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•Ideal para devanados tipo ondulados•Su algoritmo se prefiere en la implementación por medio deprogramas computacionales•Proporciona mayor información que la serie numérica deKostenko•También puede ser aplicado para la construcción de devanadoimbricados

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dNq

Se trata de construir una matriz que contenga tantas columnasprincipales como fases y tantas filas como polos tenga el devanado.Cada columna principal está divida en N columnas secundarias.

Construyamos la matriz geométrica del devanado para el ejemploanterior y formemos un devanado tipo ondulado

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A C B

N 1 2 3 4 5 6 7

S 8 9 10 11 12 13 14

N 15 16 17 18 19 20 21

S 22 23 24 25 26 27

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