CONCEPTOS GENERALES

Constitución general de una máquina de corriente continua

Recordaremos que una de estas máquinas, esencialmente, está constituida por las siguien­tes partes:

1.0 Un sistema inductor constituido por. elec­troimanes con un númex:o par de polos,

.alternativamente Norte y Sur; es decir que, a cada polo debe seguirle un . polo de nom­bre contrario.

2.0 Un sistema inducido, situado en el campo magnético producido por el inductor y en el que se producen las corrientes desarro­lladas por inducción. El inducido está cons­tituido por discos de hierro dulce, sobre los que se arrollan las espiras, constituyen­do un circuito cerrado sobre sí mismo, por medio del colector, las escobillas y el cir­cuito exterior o circuito de utilización.

La construcción de las máquinas de co­rriente continua es la misma tanto si se trata de un generador como de un motor, dado el carácter de reversibilidad que• tienen estas máquinas. Una máquina de corriente continua está definida por la fuerza electromotriz desa­rrollada (generador) o por la tensión en bornes (motor) y por la intensidad de corriente que su arrollamiento de inducido puede soportar sin calentamiento anormal. Por consiguiente, basta con que estos conductores sean de sec­ción suficiente para la intensidad de corriente que ha de circular por ellos, y que el colector y las escobillas estén proyectados para dicha intensidad de corriente.

Definiciones generales

El cqnjunto de conductores arrollados a los inductores, y conectados de forma que se ob­tengan alternativamente ·polos de nombre, con­trario, se denomina· arrollamiento inductor.

El conjunto de conductores arrollados en el inducido y conectados de forma que, se ob­tenga una fuerza electromotriz total y una in­tensidad· de corriente total cuyos valores seari los previstos en el cálculo, se denomina deva­nado de inducido, bobinado de inducido y al­gunas veces también arrollamiento inducido. Nosotros utilizaremos indistintamente los tres nombres citados. La constitución y conexiona-

9

do de un devanado de inducido es bastante más complicado que los de un arrollamiento inductor y, por tal causa, habremos de dedicar a estos bobinados la mayor parte de nuestra explicación.

Los devanados de inducido están conectados teniendo en cuenta que en todos los conduc­tores situados frente a un polo. se inducen fuerzas electromotrices del mismo sentido,. mientras que en los conductores situados fren­te a polos contiguos, se inducen fuerzas elec­tromotrices de sentido contrario. Ahora bien, todos los conductores que constitu§én un de­vanado de inducido deben conectarse entre sí de forma que todas estas distintas fuerzas electromotrices se sumen. Para ello, se dispo­nen sobre el inducido un conjunto de espiras o de bobinas que, con relación al eje de rota­ción pueden ocupar tres posiciones diferentes, según las cuales, se distinguen tres tipos prin­cipales de inducidos:

l. Inducidos de anillo (figura 1). 2. Inducidos de tambor (figura 2). 3. Inducidos de disco (figura 3).

Como los inducidos de l:!:nillo y de tambor apenas se utilizan actualmente, trataremos más especialmente fos inducidos de tambor y a ellos nos referiremos siempre.

Los inducidos de tambor son ranurados y en sus ranuras se alojan diferentes bobinas, constituidas por elementos o secciones (algu­nas veces se llama también a los elementos, bobinas elementales). Como en los devanados de inducido se debe procurar que exista sime­tría, tanto mecánica como eléctrica, es decir que la disposición de las espiras y las cone­:;dones del colector deben ser tales que en to­das las posiciones del inducido, el devanado ha de estar en las mismas condiciones respec­to de las escobillas, resulta que cada bobina inducida, que al pasar por las escobillas sale de una rama del devanado de inducido para entrar en otra, tiene que ser reemplazada por otra equivalente, de donde resulta que todas las bobinas deben tener un mismo número de espiras y µna misma anchura. Un elemento, citado anteriormente, está constituido por aquellas espiras que en el esquema del deva­nado están comprendidos entre dos delgas consecutivas del colector;· todo elemento pue­de llevar una o más espiras. Varios elementos pueden agruparse bajo un recubrimiento ais­lante común y a la unidad constructiva así constituida se le llama bobina. Para compren-

10

N

N

ZONA NEUTRA

FIGURA 1

·FIGURA 2

FIGURA 3

s

s

FIGURA 4 FIGURA 5

FIGURA 6 FIGURA 7

FIGURA 8.

der la diferencia entre elemento y bobina, a continuación se exponen algunos ejemplos: En la figura 4 se representa esquemáticamente un elemento con una espira; en la figura 5 se trata de un elemento con tres espiras. En es­tos casos se trata también de bobinas con uii solo elemento. La figura 6 es una bobina que consta de dos elementos los cuales, a su vez, pueden tener una o varias espiras; finalmente, en la figura 7, se representa una bobina con tres elementos.

Tal como puede apreciarse en las figuras 6 y 7, el número de elementos que constituyen una bobina de inducido, puede deducirse por el número de uniones entre lados de . bobina y por los cabos terminales que proceden de cada bobina, teniendo en cu~nta que cada dos cabos corresponden a un elemento. En cam­bio, resulta difícil a primera vista deducir el número de espiras que tiene cada elemento ya que, para ello, habría de des:Qacerse la bo­bina correspondiente. Por otra parte, y como veremos enseguida, esto no interesa demi;tsia­do para la confección e interpretación de los esquemas de bobinados, ya que el objeto prin­cipal de estos esquemas es hacer ver las co­nexiones de los elementos y para ello basta con representar cada elemento por una sola espira; por esta razón, y con objeto de sim­plificar estos esquemas,· se supone siempre que cada elemento consta de una espira.

Se llama lados de bobina a la parte de ésta que está situada en la periferia del inducido y cabezas de bobina a la parte situada en el lado frontal del inducido· y que une entre sí, dos lados de bobina. La figura 8 ilustra esta definición; A son los lados de bobina y B las cabezas de bobina. Por consiguiente, cada bo­biná consta de dos lados y dos cabezas, según puede apreciarse en la figura anterior.

Los devanados de inducido de las máqui­nas de corriente continua se ejecutan, general­mente de dos capas; por lo tanto, cada ranura tendrá por lo menos dos lados de bobina, te­niendo cada bobina un lado en la parte supe­rior de una ranura y otro lado en la parte inferior de otra ranura, tal como se expresa en la figura 9.

Para la interpretación y ejecución del de­vanado, es necesario numerar los elementos (o las bobinas) situados en las ranuras; anti­guamente, esto se efectuaba numerando todos los lados de bobina, es decir, los de la capa superior e inferior de las ranuras: actualmen­te, se prefiere medir todas las distancias en los esquemas_ de devanado por el número de

11

lados de bobina contiguos a lo largo del pe­rímetro del indutido y a numerar correlati­vamente sólo los lados de la capa superior. En los devanados de una capa, ambas formas de numeración, coinciden; en los devanados de dos capas (mucho más frecuentes), en la n.umerac1on antigua los número impares co­rrespondían a la capa superioi:: y los pares a la inferior, mientras que en la numeración actual, los lados de la capa superior se nume­ran l, 2, 3 ... y los de la capa inferior se nu­meran 1', 2', 3' ... ; e1'. nuestra explicación uti­lizaremos preferentemente ·esta numeración.

En . los devanados normales, todos los ele­mentos tienen el mismo ancho que coincide, en lo posible, con el paso polar, de forma que los lados de bobina de la capa superior

12

FIGURA 11

de una ranura están unidos con los lados de bobina, agrupados a su vez, en la capa infe­rior de otra ranura, tal como se expresa es­quemáticamente en la figura 10. También exis­ten los devanados · de escalera, llamados tam­bién devanados fraccionarios en los cuales, los elementos tienen distinto ancho: elementos cuyos lados izquierdos están todos en la mis­ma ranura, tienen sus lados izquierdos dis­puestos en ranuras distintas (figura 11), de donde se deduce fácilmente que en estos de­vanados, los elementos de una ranura no pue­den reunirse para formar una bobina de indu­cido. La ventaja de los devanados de escalera

· está en que favorecen la conmutación, ya que debido a las ·mutuas influencias magnéticas, al abrirse el cortocircuito provocado por cada ·

FIGURA 10

1 2

FIGURA 12 7' 2'

¡. 2

11 11

FIGURA 13 7' 2.'

1 2 3

FIGURA 14 7' 2' 31

escobilla, la fuerza electromotriz en reposo y la indl,lctividad son, para los ~lementos conti­guos de una ranura, más uniformes y de un valor más reducido que el valor máximo en un devanado normal.

A continuación, se expresan varios ejem­plos de numeración de lados de bobina. En la figura 12 hay un lado de bobina por ranura y capa, ya que cada lado de bobina está cons­tituido por una pletina; en este caso, y de

/

3

3' 4'

3 4 5 6

11 11 z

" ~ z z

11 11 z % z z z z

-f" 3' 4' 5' 6'

4 5 6

41 5' 6 1

/

5

5'

7 8

11 z z ~ ~

11 7' a'

7 8 9

eee eee

/

,,.,..,..,..,.."""""~/

7' .8' 91

acuerdo con lo dicho en un parágrafo ante­rior, cada elemento es, al mismo tiempo, una bobina de inducido. En la figura 13 hay dos lados de bobina por ranura y capa, pero no están aislados conjuntamente y, por consi­guiente, cada elemento forma también una bobina d~ inducido. En la figura 14 están dis­puestos tres lados de bobina por ranura y capa; cada elemento consta de tres espiras, que están aisladas conjuntamente:: en este

13

1 2 3

7' 21 3' 4' 51

caso, también cada elemento es, al mismo tiempo, una bobim1.. Finalmente, en la figu­ra 15 se disponen también tres lados de bo­bina por ranura y capa y cada elemento está constituido por tres espiras, como en el caso anterior: pero esta vez, los tres elementos que constituyen una· capa están unidos con un aislamiento común y, por lo tanto, cada bo­bina de inducido consta de tres elementos. En todas las figuras anteriores se indica la nume­ración correspondiente; puede observarse que

· siempre se numeran los lados de bobina co­rrespondientes a cada elemento y no los qúe corresponden a una bobina de inducido'. Más adelante, al hablar de los pasos de un deva­nado, veremos cómo pueden diferenciarse las bobinas según el número de elementos cons­tituyentes (como es el caso de las figuras 14 y 15).

Clases de bobinados de inducido

Las bobinas que constituyen un bobinado de inducido pueden conectarse de diferente forma entre sí. Según sean las condiciones eléctricas exigidas de fuerza electl'.omotriz (o

14

7 8 9

m ;¡¡

7' 81 91 FIGURA 15

SISTEMA INDUCTOR

de tensión en bornes) y de intensidad de co­rriente, la máquina que se proyecte deberá tener el mayor número posible · de circuitos en paralelo (baja tensión y alta intensidad) o, por el contrario, el mayor número posible de circuitos en serie (alta tensión y baja inten­sidad) o, finalmente, un término medio. entre ambos sistemas.

Todos los bobinados de inducido pueden, por otra parte, reducirse a estos dos grupos principales:

a) bobinados imbricados

b) bobinados ondulados

En los bobinados imbricados, cada elemen­to o bobina elemental (figura 16) está conec­tado hacia atrás, es decir, recogiendo todos los conductores que corresponden a un par de polos. Los elementos tienen forma de lazo y están conectados en paralelo, poi'. lo que re­sultará una fuerza electromotriz total baja, ya que hay pocos lados de bobina en serie y una elevada intensidad de corriente, puesto que existen muchas ramas en paralelo. Por esta razón,· también se les llama bobinados en. pa­ralelo.

FIGURA 17

En los bobinados ondulados, la forma de conexión de los elementos es hacia adelante (Figura 17), o sea que cada elemento pasa sucesivamente por todos los polos. Como pue­de apreciarse en la figura, las bobinas elemen­tales tienen forma de ondas y están conecta­das en serie y, como consecuencia, s.e obtendrá 4na fuerza electromotriz elevada, ya que hay muchos lados de bobina en serie y uria baja intensidad de corriente, puesto que solamente hay dos ramas en paralelo. Por esta razón, también se les llama bobinados en serie.

El devanado imbricado es un bobinádo sencillo cuando los lazos o bucles que están entre sí conectados eléctricamente están situa­dos también inmediatamente uno detrás de otro, de forma que se obtiene una simple se­rie de brazos que se cierra sobre sí misma

· · alrededor d~l inducido. De la misma forma, se dice que un deva­

nado ondulado es un bobinado sencillo cuando las ondas que lo constituyen y que están. uni­das eléctricamente en serie, están colocadas unas junto a otras, obteniéndose también una simple serie de ondas, que se cierra sobre sí misma alrededor del inducido.

Cuando en un mismo inducido se colocan varios de estos devanados sencillos, se obtie­nen lo~ bobinados múltiples (dobles, triples, et­cétera). En este caso, los devanados indivi­duales están simétricamente desplazados uno respecto al otro y, a su vez, pueden estar uni­dos entre sí (bobinados múltiples de cierre sencillo) o ser completamente independientes (bobinados múltiples de cierres múltiples), en cuyo caso, cada devanado individual debe ce­rrarse sobre sí mismo. Como veremos en pos­teriores capítulos; los bobinados de cierre sen­cillo se emplean, sobre todo, para bobinados ondulados, mientras que los de cierre múltiple se utilizan, preferentemente, para bobinados imbricados. Con los bobinados múltiples se obtienen valores para la fuerza electromotriz Y la intensidad de la corriente qu.e son inter-

1

1 1 1 1 1 i i I SISTEMA 1 1 1 1 s 1 1 1 1 1 1 1 1 N 1 i i I $ INWCTOR

1 : : 1 : : 1 i 1

medios de los valores obtenidos en los bobi­nados imbricados y ondulados sencillos.

Más adelante veremos también que los bo­binados imbricados sencillos no pueden cons­truirse con menor número de circuitos que polos tenga la máquina, mientras que el bo­binado ondulado sencillo solamente se puede construir con dos circuitos.

Condiciones generales de simetría de un bobinado de inducido

En lo que sigue llamaremos:

2p 2a =

Número total de polos de la máquina. Número total de salidas de corriente o derivaciones en paralelo (o también el

c B

número de ·escobillas necesario). = Número total de delgas del colector. = Número total de bobinas elementales

del bobinado. K = Número total de ranuras en el indu­

cido. u = Número de lados de bobina por ranura

y capa = número de bobinas elemen­tales por ranura.

N; = Número total de espiras del devanado (fijado por el cálculo de la máquina, en función de la .fuerza electromotriz que ha de desarrollar).

N8 = Número de espiras por bobina ele­mental.

Si en el esquema de un bobinado cerrado, y partiendo de una zona neutra, recorremos dicho bobinado, se observará que la corriente cambia de sentido cuando, en el campo mag­nético, se ha recorrido un espacio correspon­diente al paso polar. Por consiguiente, en cada zona neutra existe una derivación de corriente y un bobinado cerrado tiene tantos circuitos en paralelo como zonas neutras se encuentran

15

al recorrer todo el bobinado de inducido en reposo.

Si todas las derivaciones paralelas del indu· cido han de ser eléctricamente iguales, el nú· mero de elementos B y, por consiguiente; el número de delgas del colector e, debe ser múl· tiplo del número de pares de derivaciones del inducido. De forma que se obtienen las dos primeras condiciones para que un bobinado de inducido sea simétrico, es decir

B ~ número entero

a

e = número entero

a

Por otra parte, si las ramas del bobinado de­ben ser exactamente iguales, sea cual fuere la posición del inducido, a cada lado de bobina de una derivación deberá corresponder, en cada una de las derivaciones paralelas, un lado de bobina· situado en un camP,o magné­tico del mismo valor; esta condición solamente puede cumplirse cuando en el inducido exis­ten a ranuras, situadas en campos de la mis­ma intensidad. Por lo tanto, el número de ra­nuras K ha de ser múltiplo del número de pares de derivaciones a, de lo que se deduce la tercera condición de simetría:

K = número entero

a

Pero la condición de que en todas las po~icio­nes del inducido, a cada lado de bobina de una derivación debe corresponder un lado de bobina de las derivaciones paralelas situado en un campo de la misma intensidad exige, además, que cada a ranuras correspondientes, se hallen en la misma posición respecto al campo. Por consiguiente, el número total de polos 2p debe ser múltiplo del número de pa­res de derivaciones a del inducido, de lo que se deduce una nueva condición de simetría

2p = número entero

a

16

Además, resulta preferible, aunque no necesa­rio, que se cumpla la condición

K = número impar

a

Para que el bobinado resulte simétrico, tam­bién es condición indispensable que todas las ramas del inducido sean idénticas y que tanto el número de bobinas el~mentales por ranu­ra u como el número NB de espiras P,Or bobi­na elemental, sean siempre los mismos para cada ranura. Para ello, deben cumplirse las condiciones

B U.- = número entero

K

= número entero B

Siempre que se cumplan las condiciones indi­cadas, se obtendrá un bobinado simétrico. Ya veremos más adelante que, algunas veces, no pueden cumplirse algunas de dichas condi­ciones.

Relaciones entre el número de delgas del colector, el número de bobinas elementales y el número de ranlll'as

El número total de bobinas elementales B está dado en función del número total de con­ductores N' que debe tener el inducido; en efecto, dado este número N' y si cada bobina elemental ha de tener NB espiras, el número necesario de bobinas elementales será

N' B =

Al taller encargado de realizar l~s bobinados debe informarse especialmente cuantos elemen­tos deben reunirse para constituir una bobina de inducido. En cambio, para el trazado del esquema del bobinado, no interesa conocer el número de bobinas del inducido sino solamen-

te el número de elementos o bobinas elemen· tales.

Como cualquier bobina elemental tiene un principio y un final y a cada delga del colector están soldados el final de una bobina elemen­tal y el principio de otra de estas bobinas, re­sulta que el número de delgas C, es igual al número de bobinas elementak~s B, o sea

C=B

Por otra parte, para bobinados de inducido de dos capas, que son los más empleados, como cada bobina elemental tiene un lado de bobina en la capa superior de la ranura correspon­diente, resulta que en los bobinados de dos capas el número de lados de bobinas situados en una misma capa es igual al número de delgas del colector C. Esta condición se cum­ple siempre para devanados de dos capas y cualesquiera que sean el número de bobinas elementales por ranura u.

Naturalmente y por razonamiento semejan­te, se podría deducir fácilmente que en los bobinados de una capa el número de lados de bobina es doble que el número de delgas del colector C.

Número de escobillas del colector

En cada bobina elemental d~ un bobinado cerrado cambia el sentido de la corriente al pasar por una zona neutra y durante esta in­versión de corriente, la bobina está en corto­circuito a través de la escobilla, de donde se deduce que en todas las delgas del colector que comunican con bobinas elementales situa­das en las zonas neutras deben colocarse es­cobillas y, como el número de zonas neutras es igual al número de polos, resulta que en todo devanado cerrado, el número de escobi­llas ha de ser igual al númera de polos.

Sin embargo, y como se verá más adelante, aunque en los bobinados imbricados debe cumplirse la condición antedicha, en los bobi­nados ondulados no es necesario que se cum­pla dicha condición.

Ancho de las escobillas del colector

El ancho de las escobillas es un resultado del cálculo. Cuanto más ancha sea una esco­billa, más elementos se hallarán simultánea-

mente en cortocircuito; sin embargo, como mí­nimo cada escobilla ha de cubrir. completamen­te una delga en los bobinados sencillos, dos delgas en los bobinados dobles, etc.

En los bobinados ondulados ha de tenerse en cuenta que el número de elementos en cor­tocircuito es más elevado si el número de escobillas es igual al número de polos, que si solamente hay dos filas de escobillas de igual anchura. Para igualar en lo posible el número de elementos en cortocircuito en ambos ca­sos, harían fa~lta prever escobillas más estre­chas cuando se colocan todas (por ejemplo, media anchura).

Pasos de un bobinado

Se denomina paso polar (figura 18) a; la dis­tancia entre los centros de dos polos conti­guos. Si en la máquina hay un número total de ranuras K y el número de polos es 2p, el paso polar está expresado por

K 't =

2p

Se denomina pasoi de bobinado, a la distancia que hay entre dos lados de bobina: viene re­presentado por los números atribuidos a los lados de bobina. En la figura 19 se expresan los pasos de bobinado de un bobinado imbri­cado, y en la figura 20, los de un bobinado ondulado. De acuerdo con estas figuras, pode­mos decir que pueden consid~rarse los siguien­tes pasos de devanados:

Primer paso parcial y11 liamado también paso de bobinas, qu~ es la distancia entre los dos lados de bobina de un mismo elemento y se cuenta entre los lados de un mismo ele­mento; es decir, según las figuras 19 y 20, en­tre los lados de bobina 1 y 18': significa, por tanto, el ancho de la bobina elemental. Es de­cir, que, en ambas figuras, el paso de bobina vale

Y1 = 18 - 1 = 17

Segundo paso parcial y2, llamado también paso de conexión, que es la distancia entre dos lados de bobina conectados entr~ sí pero pertenecientes a dos elementos distintos; sig­nifica, por lo tanto, el ancho de conexión en­tre dos bobinas elementales distintas y, por lo

17

. 1

j • Ycol j

tanto, se cuenta entre los lados de dos elemen­tos distintos pero conectados entre sí. En las figuras 19 y 20, entre los lados de bobina 18 y 2; en ambas figuras

Y2 = 18 - 2 = 16

ya que la ranura numerada 18 está conectada a la ranura numerada 2, a través de la delga 2 del colector.

El paso de conexión es el que caracteriza el tipo de bobinado de inducido. En efecto, si se toma un sentido cualquiera como positivo

18

N

- FIGURA 18 .

FIGURA 19 '

SISTEMA INDUCTOR

JLECTOR

FIGURA 20

(por ejemplo, de izquierda a derecha), se ob­servará que, en un bobinado imbricado (como el de la figura 19), el paso de conexión va en sentido contrarip al tomado como positivo, es decir que en un bobinado imbricado, el paso de conexión es negativo. Por el contrario, en un bobinado ondulado (como el de la figu­ra 20), el paso de conexión va en el mismo sentido que el ~onsiderado como positivo, o sea que en un bobinado ondulado, el paso de co­nexión es positivo;

Paso total y, llamado también paso resul­tante, es la suma de los dos pasos parciales definidos anteriol'.mente; es la distancia entre

dos lados de bobin~ homólogos corr~spondien­tes a . dos elementos ·conectados entre sí. Re­cordando que el segundo paso parcial y2 es ne­gativo para los bobinados imbricados· y posi­tivo para los ondulados, se tiene que

Para bobinados imbricados

Y = Y1 - .Y2

Para bobinados ondulados

Por ejemplo, en la figura 19 (bobinado imbri­cado) el paso total vale

Y = Y1 - Y2 = 17 - 16 = 1

Y en la figura 20 (bobinado ondulado) el paso parcial vale

Y = Y1 + Y2 = 17 + 16 = 33

Se denomina paso de colector Ycol a la distan­cia entre las dos delgas a que está conectado un mismo elemenfü, contada por el número de delgas que deben transponerse para ello. Teniendo en cuenta que el número de bobi­nas elementales es igual al número de delgas del colector, si se. numeran solamente los la­dos de bobina situados en la capa superior {tal como estamos haciendo hasta ahora), el paso de colector es siempre igual al paso total; es decir, que se tiene

Ycol = Y

Por definición, los pasos de bobina, de· cone­xión, total y de colector, son números enteros.

Se denomina paso de ranuras Yr o paso se­gún ranuras, a la distancia que hay, expresa­da en número de ranuras, entre dos lados de una misma bobina elemental. Teniendo en cuenta que y1 es el ancho de una bobina ele­mental, y que u es el número de bobinas ele­mentales por ranura, el paso de ranuras está expresado por

Y1 Yr =

u

Cuando u = 1 (una sola bobina elemental por ranura, es decir, un lado de bobina por capa en los devanados de. dos capas), se tiene que

Yr = Y1

Por el contrario, cuando u > 1, el paso de ranuras ya no coincide con el paso de bobi­nas y resulta menor que éste. ·

Para la ejecución y aislamiento de un bo­binado conviene que cada lado de bobina si­tuado en una ranura pueda unirse con un lado de bobina colocado análogamente en la otra capa de la ranura separada 9e la primera

.. Por el ancho• de bobina. En este caso,- toqas las bobinas cuyos lados se hallan . unos junto a otros en una ranura, tienen también la mis­ma disposición en la otra ranura, con lo que pueden aislarse conjuntamente, constituyendo una bobina de inducido, e ihtroducirse como un conjunto único en las ranuras, facilitando de esta forma las operaciones de b.obinado. Esta condición, solamente se consigue cuando el paso de ranuras es un número entero, es decir, cuando se tiene que

Y1 Yr = = número entero

u

En este caso, todos los elementos tienen el mismo ancho y, tal como se ha dicho en· un parágrafo anterior, se trata de un devanado normal (véase también la figura 10).

A veces, en las máquinas que presentan di­ficultades en la conmutación, no es convenien­te que los lados de bobina que están juntos en una misma. ranura, se hallen juntos tam­bién en la otra ranura, sino que uno o más de estos lados de bobina se sitúan en ranuras distintas a las que les correspondería en caso de un devanado normal. De esta forma, se fa­vorece la conmutación aunque los elementos de una misma ranura ya no pueden agruparse conjuntamente para constituir una bobina de inducido. En este caso, el paso de ranuras ya no es un número entero sino fraccionario, es decir que

u Yr = = número fraccionario

Yt

19

Tal como se ha dicho anteriormente (véase la figura 11 ), se trata de un bobinado en escalera llamado también por esta razón, bobinado fraccionario. La fracción resultante indica que, para una parte de los elementos, el paso de ranuras es el número entero inmediatamente inferior y para otra parte de los elementos, el paso de ranuras es el número entero inmedia­tamente superior. Por ejemplo, si se obtiene

Yr = 8 1/4

quiere decir que las tres cuartas partes de los elementos tienen un paso de r~uras Yr = 8 y que la cuarta parte restante tierie un paso de ranuras = 9; es decir que si u = 4, uno de los elementos debe. situarse en la ranur~ inmediatamente más próxima y ale­jada que la que aloja lo~ tres elementos res­tantes (véase figura 21).

Como ejemplo de bobinado de escalera, véase en la figura 22 las conexiones para un devanado de este tipo en que u = 5 y Yr = 8 4/10.

Para que en el taller de bobinado sea po­sible alojar debidamente las bobinas en las

· ranuras que fos. corresponden y conectarlas con las delgas del colector, generalmente bas­tará con conocer los valores del paso de ra-

20

nuras y., del número de elementos por ranu­ra u del paso de colector y col o disponer de un esquema en el que puedan deducirse estos valores. Por el contrario, para el proyecto de un bobinado, resultan más interesantes los va­lores de los pasos parciales (y1, y2) y total (y) ·del devanado.

Bobinados diametrales y bobinados de cuerdas

. Para que el ancho de una bobina elemen­tal abarque el mayor flujo magnético posible, es decir, para obtener la mayor fuerza electro­motriz posible por bobina elemental, el paso de devanado que caracteriza este ancho, es decir, el paso de bobina y1 ha de correspon­der, en lo posible, a un paso polar, o sea la distancia entre los centros de dos polos induc­tores contiguos; para que se cumpla esta con­dición, es necesario que la relación entre el paso de bobina y el paso polar esté expresada por

B Y1 =

2p

FIGURA 21

FIGURA 22

FIGURA 23

FIGURA 24

Si esta condición se cumple, ·se obtiene un bo­binado diametral, cuyas bobinas elementales están dispuestas tal como se expresa en la fi­gura 23 para el caso de una máquina tetra­polar.

Sin embargo, y sobre todo en bobinados imbricados, esto no es posible, ya que deben cumplirse las condiciones generales de sime­tría siendo y1, por definición, un número en­tero. De esta forma, se obtienen bobinados con la relación

B Y1 ~

2p

que se denominan, en general, bobinados de cuerdas. Esta circunstancia no tiene demasia­da importancia desde el punto de vista del flujo magnético abarcado, ya que la inducción magnética tiene siempre un valor muy peque­ño en la zona neutra.

Naturalmente, en los devanados de cuerdas el ancho de las bobinas puede ser menor o mayor que el paso polar. Cuando el ancho de las bobinas es menor que el paso polar, se tiene que

B Y1 <

2p

obteniéndose un bobinado de paso acortado, cuyas bobinas elementales se disponen como s~ expresa en la figura 24 para el caso de una máquina tetrapolar. Si el ancho de las bobi­nas es mayor que el paso polar, se tiene que

B Y1 >

2p

llamándose bobinado de paso alargado, al ob­tenido; las bobinas de un devanado de este tipo están dispuestas como se representa ~s­quemáticamente en la figura 25 para el caso de una máquina tetrapolar. Siempre que las · condiciones generales de simetría lo permitan, se preferirán siempre los devanados de paso acortado sobre los de paso alargado, ya que ep. los primeros se necesita menos volumen de material conc;luctor -para obtener· la misma fuerza electromotriz. •

21

s

.t 1

FIGURA 25

La fórmula general que relaciona el paso de bobina y1 con el paso polar 't' es la si­guiente:

B ± b. Y1 = ----

2p

En esta fórmula, b es un número. entero que expresa el alargamiento o acortamiento que debe darse al devanado.

Si b = O, se tiene un bobinado diametral.

Si se adopta - b, se obtiene un bobinado de paso acortado.

Si se adopta + b, se obtiene un bobinado de paso alargado.

Esquemas y diagramas de bobinados

Para proyectar un· bobinado debe trazarse su esque111:a, que luego utilizará_ el bobinador par.a la realización práctica de este· devanado.

. Los esquemas de bobinados se trazan de va­rias. formas diferentes, que estudiaremos ·a con­timiación sobre un mismo bobinado para que el lector pueda apreciar las ventajas e incon­venientes de cada sistema, ·Se trata de una

22

máquina tetrapolar con bobinado imbricado de las siguic;mtes características:

B = 12

e= 12

K = 12

Y1 = 3

Y2 = 2

Y = Y1 - Y2 = 3-2 =

Yco1 = 1

u= 1

B ±b 12 Y1 = = = 3

2p 4 (bobinado diametral)

Ante todo, este bobinado puede trazarse por proyección frontal o en esquema circular (fi­gura 26): las bobinas elementales se represen­tan en su posición real por medio de puntos equidistantes, repartidos sobre la periferia del inducido. Las conexiones del lado del colector se dibujan siempre de trazo lleno y las de la parte opuesta al colector se representan algu­nas veces con líneas de trazos. Este esquema da una idea muy intuitiva del aspecto real del d~vanado, pero· resulta difícil de trazar, por lo que se .utiliza, sobre todo,· con fines didác­ticos.

El mismo bobinado puede .trazarse por de­sarrollo panorámico (figura 27); 'se Supone el inducido cortado según una generatriz y des­arrollado sobre el papel. Las bobinas elemen­tales se representan por rectas paralelas al eje de la máqllina. Los trazos llenos corres­ponden a los lados de bobina situados en la parte superior de las ranuras y las líneas de

, trazos a los que están alojados en la parte in­ferior de las ranuras. Este sistema de repre­sentación no es tan iñtuitivo como el anterior, pero resulta mucho más fácil de trazar por lo que se le emplea, sobre todo, para fines pro-fesionales. ·

En el esquema de bobinado de la figura anterior se han dibujado todos los lados de bobina, · lo que ha sido posible porque sola­inente hay dos lados de bobina por ranura; pero cuando hay 6, 7 ó más lados de bobina

ZONA NEUTRA ..

~ A +

1

B

FIGURA 26

'ZONA NEUTRA

1 ZONA NEUTRA

r

FIGURA 27

23

ZONA NEUTRA ZONA NEUTRA ZJJNA NEUTRA ZONA NEUTRA ZONA NEl/1RA

.J 1 1 1 1

f A + B FIGURA 28

2

i"i

l : 5 1 .1

1 61 1 1 1 1

1

1 1 1 1

81 91

1 l 1

1 1

10 1

1

: 1

11 1 1

12 1 1 1 1

1

FIGURA 29

3 1 fuf 9 12 6

6' 5' 2

+ 7'

5 8 1 6 9'

11 . 2' 12 3'

1'

+ 10

12'. 11' 8 FIGURA 30

24

Lados de Delgas bobina Delgas

7 -+ 7 -4' __. 2 ·3· ~ 5'-2 ~ 2

3 __. 3 -61 -+ 4

5 ._ 7'-4 ._ 4

5 -+ 5-8' __. 6 7 .._ 9 1-6 .._ 6 7 __. 7-70 __. 8

9 .._ 77'- 8 ..-- 8

9 -+ 9-72'-. 70

77 .._ 7'-70 ~ 70

17 __. 77-2'-:... 72

FIGURA 31 7 .._ 3-72 ......- 72

por ranura, resulta engorroso y entonces se supone que los lados de bobina de la capa superior están exactamente superpuestos a los de la capa inferior, es decir, tal como se re-presenta en la figura 28; de esta forma se consigue representar la posición exl:!,cta de los

lados en el campo magnético del polo corres­pondiente. Con este procedimiento, los dibu­jos no pierden en claridad ni es posible incu­rrir en errores si se observa que las uni,mes de las bobinas que parten de la capa supe­rior, siempre doblan en otro sentido que las correspondientes a la capi;t inferior. ·

Para comprobar la exactitud de un bobina­do o para que el bobinador pueda ejecutarlo, no es preciso representar todas las bobinas elementales, sobre todo en máquinas con gran número de estas bobinas elementales. Basta dibujar un esquema abreviado (figura 29), en el que se indique la forma y recorrido de una sola bobina elemental, los pasos parciales y1

e y2 y el paso de ranuras Yr- · Cuando se quiere estudiar la marcha de las

corrientes en las distintas bobinas elementales para deducir las corrientes parciales y la to- · tal, se recurre a un diagrama de bobinado, como el representado en la figura 30, en el que se indican los números que corresponden a los principios y finales de bobinas, la situa­ción de las escobillas, etc.

Finalmente, en muchos casos resulta de gran utilidad, sobre todo para los bobinado­res, una tabla de bobinado, como la represen­tada en la figura 31, en la que se expresan los números que corresponden a las delgas del colector, junto con los que hacen referencia· a las bobinas elementales que entran y salen por cada una de estas delgas, la unión poste­rior de estas bobinas, etc ..

25

BOBINADOS IMBRICADOS

26

Conceptos generales

El bobinado imbricado,· llamado también bobinado en paraleló, es el más antiguo de los sistemas de arrollamientos· de inducido que se empleó en las máquinas eléctricas de co­rrienté' continua. Por otra parte, es el más fre­cuentemente empleado y aquél en que mejor pueden comprenderse la disposición, conexio­nado y fundonamiento.

Una bobina elemental d.e un bopinado im­bricado está constituida, por lo menos, de dos conductores que se sitúan, . respectivamente, en el campo de acción de polos de nombre con­trario. Las bobinas elementales progresan al­ternativamente hacia adelante y haci~ atrás, formando bucles; en la figura 32 se ha re­presentado un bobinado imbricado sencilk> para una máquina tetrapolar, de las siguien­tes características:

p =a= 2

Y1 = 3

Y2 = 2

Y = Y1 - Y2 = 1

Ye = Y = 1

y en el que pueden apreciarse las principales características de un bobinado de este tipo.

FIGURA 32

Los bobinados imbricados son realizables con cualquier número de delgas del colector C y de ranuras K o de elementos por ranura u pero, para lograr una simetría en los puntos de derivación (es dedr, en las escobillas) de­ben satisfacerse las siguientes condiciones:

e = número entero

a

K = número entero

a

Si el número de elementos por ranura u es mayor de uno, conviene que el número de ra­nuras por polo, no sea un número entero, es decir

K ;é número entero

2p

Por otra parte, es conveniente también, para favorecer la conmutación que

K número impar

p

Observando la figura 32, se puede comprobar que el devanado, cerrado sobre sí mismo, que­da dividido por las escobillas en tantas ramas en paralelo, como escobillas hay dispuestas. Como el número de escobillas es 2a, resulta que para un devanado imbricado, el número de ramas en paralelo es

2a = 2p

de donde se deduce inmediatamente que la condición general de simetría

2p = número entero

a

se cumple siempre en los devanados imbri­cados.

En máquinas con gran número de polos, el número de ramas en paralelo también resulta

muy elevado; por esta razón, a los devanados imbricados se les llama también bobinados en paralelo.

En lo que sigue, se ·supondrá siempre que las bobinas elementales tienen una sola espi­ra, ya que la evaluación de pasos es idéntica, cualquiera que sea el número de espiras por bobina elemental; de· esta forma nuestra ex­plicación se simplificará notable1 Lente.

Clasificación de los bobinados imbricadoE

Tal como se dijo en el capítulo anterior existen bobinados imbricados sencillos, como el de la figura 32, en los que siguiendo sus ele­mentos conectados sucesivamente, se describen lazos· y bucles en el inducido de forma que, al recorrer una vuelta completa, se habrán recorrido todos. los elementos y alcanzado el . punto de partida, y bobinados imbricados múl­tiples (figura 33 ), en los que deben darse va­rias vueltas alrededor del inducido, h~sta ha­ber recorrido todos sus elementos. Los deva­nados imbricados múltiples serán dobles, tri­ples, etc., si deben .darse 2, 3 ... vueltas para recorrer todos los elementos.

. En el caso de bobinados imbricados múlti­ples, los bobinados individuales pueden estar unidos entre sí (bobinados imbricados múlti­ples de derre sencillo, figura 34) o estos bo­binados individuales pueden ser completamen­te independientes, en cuyo caso, cada bobina­do individual debe cerrarse sobre sí mismo (bobinados imbricados múztiples de cierres múltiples, figura 35). Veremos en un parágrafo posterior que en la práctica los bobinados im­bricados múltiples solamente se realizan do­bles y de cierre doble.

·'T"vfa 2°vfa

FIGUAA 33

27

N

N

FIGURA 35

28

z.n. 1

1

-L 1

·--~-----

-· ___________ ,

FIGURA 34

\\ \~

,1

Pasos de un bobinado imbricado sencillo

Con objeto de que las fuerzas electromo­trices de las bobinas elementales dispuestas en seriés se sumen, el paso de bobinas y1 o ancho de bobina elemental y el paso de ranu­ras Yr debe ser igual o casi igual al paso polar. Pero hemos visto en un parágrafo anterior que no resulta conveniente que el número de ranuras por polo sea entero (en cuyo caso se

·tendría un devanado diametral); por lo tanto si el número de ranuras por polo Kp, ha de ser fraccionario tendremos que

B y1 = (siendo y1 un número entero)

2p

Recuérdese que el número de lados de bobina en la capa superior de la ranura es B y que, por lo tanto a cada paso polai: le corresponden B/2p lados de bobina.

En resumen, que resultan más convenien­tes los bobinados de cuerdas, en los que

B±b Y1 = ---- = número entero

2p

siendo b un número ·entero que representa la discrepancia respecto del devanado diametral, para el que debe adoptarse un valor tal que

y y,

2 3 4 5 6

12 3 4

1 YcOI · ~ FIGURA 36

y y, Ya

12 2 3 4 5

FIGURA 37

y1 resulte un número entero. Siempre que sea posible, debe adoptarse un devanado de paso acortado, en cuyo caso· debe ponerse delante de b, el signo negativo.

En los bobinados imbricados sencillo, el paso total y, vale

Y= Y1 - Y2 = ± 1

Cuando y = + 1 se obtiene un bobinado im­bricado no cruzado o progresivo (figura 36 ), en el que el paso de conexión y2 es menor que el ancho de bobina y1 y el devanado avanza sobre la superficie del inducido hacia la dere­cha. Cuando y = - 1, se obtiene un bobinado imbricado cruzado o regresivo (figura 37), en el que el paso de conexión y2 es mayor que el ancho de bobina Yv y el devanado avanza so­bre la superficie del devanado hacia la izquier­da. Resumiendo:

Para bobinados imbricados no cruzados Yz<Y1

Para bobinados imbricados cruzados y2 > 1

Los bobinados imbricados cruzados deben evitarse siempre que sea posible, ya que ne­cesitan mayor cantidad de conductor sin nin­guna ventaja apreciable; esta condición es casi siempre posible en la práctica y solamente en algunos casos en que las condiciones de si­metría lo exijan deberán adoptarse bobinados · imbricados cruzad.os.

29

En los bobinados imbricados sencillos, el paso de colector vale

Yco1 = Y = ± 1

Como sabemos, el paso de ranuras es

Yi Yr =

u

Como se ha dicho anteriormente, es convenien­-te que el paso de ranuras sea casi al paso po­lar. Si llamamos Kp al número de ranuras por polo, tendremos que

Yr = Kp

Bobinados imbricados múltiples

Si para una máquina de gran potencia y baja tensión (por ejemplo, las empleadas en electrolisis) se adapta un devanado imbricado sencillo, con un número reducido de polos, los conductores del inducido resultan de sec­ción excesiva y también, escaso número de delgas en el colector. Además si la velocidad de giro de la máquina es muy grande, la ten­sión entre delgas puede alcanzar valores inad­misibles por lo elevados, a causa, precisamen­te, del escaso número de éstas.

Sin necesidad de aumentar el número de polos, estos inconvenientes pueden evitarse, aumentando el número de pares de derivacio­nes del inducido, mediante el eJDpleo de varios bobinados imbricados sencillos. Si llamamos m al número de bobinados sencillos, el devanado así obtenido tiene

a= m p pares de derivaciones

y se designa con el nombre de bobinado im­bricado múltiple.

Para que los circuitos de los diferentes de­vanados, conectados en paralelo por las esco­billas, sean iguales en todas las posiciones del inducido, a cada bobina elemental de un deva­nado debe corresponder otra bobina elemental situada en el mismo campo y esto solamente resulta posible en los bobinados imbricados

30.

dobles, lo que se deduce de la condición · de simetría:

2p = número entero

a

No puede obtenerse un bobinado múltiple per­fectamente simétrico si m > 2, ni aun colo­cando un mismo número de lados de bobina de cada devanado en las ranuras y, tal como se verá en un capítulo siguiente, tampoco pue­den establecerse conexiones compensadoras completamente simétricas entre los devanados individuales de un devanado imbricado múlti­ple cuando m > 2. Por esta razón, actual­·mente sólo se construyen bobinados imbrica­dos dobles, en los que m = 2 y el número de derivaciones es

a= 2p

Por otra parte, si junto a cada lado de bobina de uno de los bobinados, se coloca un lado de bobina del segundo bobinado y, de la misma forma, al lado de cada delga correspondiente al· primer bobinado, se coloca una delga del segundo devanado, en el mismo orden seguido en las bobinas, el número de pasos de colec­tor en que se alejará cada delga de la anterior correspondiente al mismo devanado, habrá aumentado en una unidad. Hemos visto ante­riormente que en un bobinado imbricado sen­cillo el paso de col~~tor YcoI era

Ycol = 1

Por lo tanto, en un bobinado imbricado doble será

Ycol = 2

Y, en general, en un bobinado imbricado múl­tiple

Ycol - m

Para realizar un bobinado con m = 2, habrá que saltar siempre una bobina y,. por lo tanto, una delga, de forma que se unirá el final de

la bobina 1 con el princ1p10 de la bobina 3, y así sucesivamente. Después de haber dado una vuelta completa al inducido solamente se habrá recorrido la mitad del número de bo­binas y se habrá tocado solamente la mitad del número de delgas del colector. En el caso más general, se puede deducir fácilmente que este número es

1

m

Si el número de delgas del colector es divi­sible por m, después de la primera vuelta al inducido, se llegará al punto de partida con lo cu~l, el devanado quedará cerrado. Un bo­binado imbricado múltiple en que

e e = = número entero

m Yco1

tiene, por consiguiente, m cierres y contiene, por lo tanto, m bobinados completamente in­dependientes. En un parágrafo anterior, se han denominado bobinados imbricados múlti­ples de cierres múltiples a los que cumplen esta condición (véase figura 35).

Cuando el número C de delgas del colector no sea divisible por

Ycot = m

se cerrará el bobinado después de haber reco­rrido todas las bobinas sin interrupción. En este caso, y tal como se dijo en un parágrafo anterior, se obtienen bobinados imbricados múltiples de cierre' sencillo (véase la figura 34 ). ·

Para que los bobinados cerrados sean si­métricos, una de las condiciones es que

e = número entero

·ª

En el caso de bobinados imbricados múltiples, se tiene que

a= mp

y, por lo tanto, según la condición anterior, para que uno de estos bobinados sea simétri­co, es necesario que

e = número entero

mp

e = número entero

m

de forma que un bobinado imbricado múlti­ple solamente puede ser simétrico cuando tiene m cierres. Además, como se ha dicho ap­teriormente, solamente los bobinados imbrica­dos dobles pueden ser perfectamente simétri­cos. De todo lo dicho se deduce que, desde el punto de vista de la simetría solamente son recomendables los bobinados imbricados do­bles de doble cierre, es decir, constituidos por dos bobinados independientes. Estos son los únicos bobinados imbricados m,últiples que se utilizan prácticamente en la construcción de máquinas eléctricas, por lo que _solamente es­tudiaremos éstos, · ya que los demás bobina­dos imbricados múltiples solamente tienen in­terés teórico.

31

.BOBINADOS ONDULADOS

32

N

Conceptos generales

Cuando la tensión en bornes de una má­quina de corriente continua resulta elevada con relación a su potencia o a su velocidad, generalmente es preferible conectar en serie el mayor número posible de bobinas del induci­do. Como, por lo menos, todo arrollamiento inducido forma dos circuitos paralelos y como, para ser simétrico, a cada uno d~ estos cir­cuitos debe corresponder un misiílo número de bobinas, .se deduce fácilmente que el ma­yor número pósible de bobinas que se pueden conectar en serie es la mitad del número to­tal de bobinas existentes en el inducido.

El bobinado ondulado, denominado también bobinado en serie, posee un par de circuitos en paralelo, es decir, que se conectan en se­rie la mitad de las bobinas del inducido. Por lo tanto, se tiene que, en el bobinado ondulado

a = 1

En la figura 38 se muestra el principio de un bobinado ondulado. Si, partiendo de la delga 1 del colector seguimos el lado superior 1 de la prim~ bobina, se avanzará en la cara pos- ·

N

s

N FIGURA 38

terior del inducido, como en cualquier otro bobinado, la anchura de la bobina o primer paso parcial y1 o, lo que es lo mismo, un paso de ranuras

K Yr = -r =

2p

y se volverá a la cara anterior del inducido, continuando por el lado inferior 4' de la mis­ma bobina.

Para obtener la conexión en serie de bobi­na~ situadas debajo de diferentes polos en lugar de volver al polo de partida, como su­cedía · con el bobinado imbricado, hay que avanzar hacia una bobina situada bajo el polo siguiente, de donde se deduce que el devana­do ondulado sólo es posible en las máquinas que tengan más de un par de polos. Con este

12 13 1

. FIGURA ~9 13 1 2· 3

. FIGURA 40

2

J

5

segundo paso parcial y2 o paso de conex1on, se toca una delga de colector que está situada a una distancia igual al paso de colector Ye de la delga de partida. ·

Después de haber dado de esta forma una vuelta al inducido y haber adelantado PYc del­gas del colector, no se debe llegar a la delga de partida, ya que entonces las bobinas se cerrarían sobre ·sí mismas, sino que _se debe unir el final de la última bobina recorrida en la primera vuelta al inducido con una delga contigua a la de partida. Si esta delga es ~ anterior a la de partida, se obtiene un bobi­nado ondulado no cruzado (figura 39); y si la delga final es la siguiente a la delga de par­tida, se obtiene un bobinado ondulado cruza­do (figura 40). Generalmente, y con objeto de que las conexiones resulten más col;'tas, se pre­fieren los bobinados ondulados no cruzados; pero, en ambos casos, se puede avanzar nue­vamente en el_ inducido, en la forma ya cita-

3 5 6 7 6 g 10 11 12

5 6 7 8 g 10

' 5 6 1 8 9 10 1112

. 12 13 1

33

s

/. /

N ./~

./

s

z.n. N

·~­~ z.n.

FIGURA 41

da. Por consiguiente, en la superficie del in­ducido existen dos ondas, dispuestas una al lado de otra, conectadas en serie y resulta un bobinado ondulado sencillo. Como en cada vuelta sucesiva se va retrocediendo o adelan­tando una sola delga respecto. a las ya toca­das, después de Ye vueltas se llegará a la delga de partida, de forma que el devanado se cierra después de Ye vueltas al inducido (figura 41).

Contando en pasos según los lados de bo­bina de la capa superior, el ancho de un re­corrido completo es py, aumentado en un paso en el bobinado no cruzado y reducido también en un paso en el bobinado cruzado. Por consiguiente, el número de lados de bobi­na en la capa superior o, lo que ~s lo mismo, el número total de bobinas elementales será

B = py ± 1

Siguiendo un razonamiento análogo, se puede deducir fácilmente que el número total de delgas del colector será

C = PYcot ± 1

34

De aqu( resulta que el paso total y vale para un bobinado ondulado no cruzado

B-1 y=

p

y para un bobinado ondulado cruzado

B + 1 y=

p

Los correspondientes pasos de colector serán: para un bobinado ondulado no cruzado

C-1 Yeol = ---

p

y para un bobinado ondulado cruzado

e + 1 Yco1 =

p

Naturalmente, y, Ycol• B, C y p han de ser nú­meros enteros, luego de las fórmulas anterio­res se deduce que un bobinado ondulado no puede realizarse para una máquina de 2p po­los, con cualquier número B de bobinas, sino que este número ha de ser tal que, al aplicar las fórmulas anteriores se obtenga un paso total y, que sea un número entero. O sea, que un bobinado ondulado solamente se puede rea­lizar cuando

B ± 1 Y=--- = número entero

p

y cuando

e ± 1 Yco1 = --- = número entero

p

Si llamamos, como siempre, K al número to­tal de ranuras del inducido y u al número de lados de bobina por ranqra y capa o, lo que

es lo mismo, al número de bobinas elementa­les por ranura, el número total de bobinas elementales que se podrán situar en las ranu­ras es

B.'= K u

Si el valor hallado B' se introduce en las fór­mulas halladas anteriormente y no da para; el paso total y un valor entero, entonces suce­derá que habrá que tomar menos bobinas, so­lamente B para realizar el bobinado ondulado. Por lo tanto, existirá cierto número de bo­binas

m=B'-B

denominadas bobinas muertas que no se em­plean aunque deben disponerse en las ranuras, sin conexiones exteriores para rellenarlas y con objeto de que las bobinas queden bien sujetas; además, las bobinas muertas han de ser del mismo material y de las mismas ca­racterísticas constructivas que las bobinas úti­les para evitar que quede afectado el equili­brio dinámico de la máquina.

Posibilidad de ejecución de un bobinado ondulado

Naturalmente, deben evitarse, siempre que sea posible, los bobinados ondulados con bo­binas muertas, ya que éstas significan un peso de cobre superfluo, además del tiempo nece­sario para montarlas en las ranuras. De los conceptos expuestos ·en el parágrafo anterior, se deduce que no en todas las máquinas es posible realizar un bobinado ondulado sin bo­binas muertas; existen varias condiciones que deben cumplirse y que se resumen seguida­mente:

1) Si el número de pares de polos p es par, el número "de bobinas B (y el número de delgas C) ha de ser impar y el número de bobinas por ranura u y el de ranuras K han de ser impares.

2) El número de bobinas por ranura u no debe sobrep3$ar ·de 5 y tampoco es con­veniente hacer u = 1, porque afectará desventajosamente a la conmutación.

3) Las máquinas hexapolares con devanado sin bobinas muertas, no admiten un va­lor u = 3 ni un número de ranuras K que sea divisible por 3, ya que

B=Ku=3y±l

es incompatible si K o bien u son múlti· plos de 3.

4) No es posible realizar un ":)binado ondu­lado simple con un número . otero de ra­nuras por polo ni por par de i 'Olos. Efec­tivamente

B ± 1 Ku±l y=--- =----

p p

de donde el número de ranuras por par de polos es

1 y+

K p =

p K

y, si se tiene que

p > 1

el segundo miembro de la anterior ecuación no puede ser un número entero. De la misma forma se puede deducir que el número de ra­nuras por polo

1 y :¡:

K p =

2p 2u

no puede ser un número entero para p > 1.

A continuación se resumen las condiciones de ejecución de uri bobinado ondulado sin bo­binas muertas.

1)

Si p = par

B = impar e= impar u= impar K =impar

. 35

2)

3)

4)

u= 1 ... 5

Si p = 3 u ;6° 3 K no es divisible por 3

K

p

K

2p

= número fraccionario

= número fraccionario

Para facilitar la labor de nuestros lectores, a continuación se exponen en una tabla los va­lores posibles de u para obtener un devanado ondulado sin secciones muertas.

NÚMERO DE BOBINAS POR RANURA QUE PERMITEN REALIZAR UN BOBINADO ONDULADO SENCILLO SIN

BOBINAS MUERTAS

Número de pares Número de bobinas

de polos por ranura p u

2 1 3 5 3 1 2 4 5 4 1 3 5 5 1 2 3 4 6 1 5 7 1 2 3 4 5 8 1 3 5 9 1 2 4 5

10 1 3

Pasos de un bobinado ondulado sencillo

Los bobinados ondulados, y de acuerdo con las consideraciones expuestas en el pará­grafo anterior, no pueden ser diametral~s, ya

36

que el número de ranuras por polo ha de ser un número fraccionario, si se quieren evitar bobinas muertas. Sin embargo, aun cumplien­do las condiciones expuestas en dicho pará­grafo, debe procurarse que

Como, por otra parte, el paso de bobinas y1 es

Y1 = 't'

resulta que, para los bobinados ondulados, además de la fórmula general

Y= Y1 + Y2

se dispone de la siguiente fórmula

En la que

y

2

si Y1 < Y2 se tiene un bobinado de pasó acortado ·

· si y1 > Y2 se tiene un bobinado de paso alargado

Naturalmente, tanto y1 como y2, han de ser números enteros.

El paso de colector Ye vale

Ye =Y= Y1 + Y2

El paso de ranuras Yr• aunque no llegue a ser diametral, lo que hemos visto que no es po­sible, debe aproximarse todo lo posible a un paso polar, es decir que · ·

Yr ·== 't'

No es absolutamente necesario que Yr sea un número entero. Recuérdese que si

Yr = número fraccionario

se obtiene un bobinado fraccionario, que faci­lita la conmutación pero complica la construc­ción y el montaje de las bobinas.

En los bobinados ondulados, por otra par­te, existen dos diferentes pasos de ranuras: el que corresponde al paso de bobinas y1 y que vale

Yrt = u

y el correspondiente al paso de conexión y2

Yr2 = u

NaturaJment~, se tiene que

(Yrl + Yr2) u = Y1 + Y2 = y = Ye

En la figura 42 se muestran los pasos de un bobinado ondulado sencillo.

Número de escobillas necesario en un bobinado ondulado sencillo

En la figura 43 se representa el desarrollo del bobinado según el esquema de la figura 41. Puede apreciarse que todas las escobillas de

FIGURA 43

'•: .~ ..

un mismo signo están unidas entre sí por las bobinas que se hallan en la zona neutra, por consiguiente, están conectadas en paralelo por el propio devanado y no es absolutamente in­dispensable conectarlas e:"<:teriormente en pa­ralelo, podrían suprimirse todas las escobillas excepto dos. Por lo tanto, el número de ra­mas en paralelo o vías de salida de la corrien­te en los devanados ondulados es independien­te del número de polos y su número total 2a es siempre

2a = 2

Sin embargo, esta circunstancia se aprovecha solamente en casos excepcionales como suce­de, por ejemplo, con los motores de tracción en los que algunas escobillas resultarían de difícil acceso para su reposición. Por lo gene­ral se disponen 2p escobi"'ªs, ya que de esta ..

~·~:· . . ... / ..... . (~.

y

y,

FIGURA 42 Yeo1

+

37

forma se reduce la densidad de corriente en cada escobilla y el número de bobinas que las escobillas ponen en cortocircuito.

En los bobinados ondulados, las escobillas de un mismo signo están conectadas en para­lelo interiormente por las bobinas que se hallan en cortocircuito, según se ha visto an­teriormente; por lo tanto, la corriente se dis­tribuirá entre las bobinas conectadas en pa­ralelo en una proporción que depende de la resistencia eléctrica de cada escobilla. Si es­tas resistencias no son iguales en todas las escobillas, las bobinas en cortocircuito actúan como conductores compensadores y la corrien­te se reparte entre las escobillas de tal forma que, en todas ellas, la caída de tensión hasta el punto de reunión exterior de las corrientes tiene el mismo valor. Es decir que, en los devanados ondulados, la distribución de la corriente es selectiva. .

El peligro de sobrecarga en una escobilla aumenta con el número de éstas. Si se da a las conexiones del devanado con el colector y a las comunicaciones entre los aros y las escobillas, una resistencia algo elevada, se fa­cilita de esta forma el buen reparto de la co­rriente y se recomienda este recurso, ya que asegura una adecuada distribución de la co­rriente entre las diferentes escobillas.

Condiciones de simetría de un bobinado ondulado sencillo

Hemos visto en el parágrafo anterior que en los bobinados ondulados sencillos se tie­ne, para todos los casos:

2a = 2

o, lo que es lo mismo

a = 1

Por lo tanto, se tiene siempre que en los bo­binados ondulados sencillos

B B = = número entero

a 1

e c = = número entero

a 1

38

K K = = número entero

a a

2p 2p = = número entero

a 1

O sea, que se cumplen todas las condiciones de simetría, de lo que se deduce inmediata­mente que todos los bobinados ondulados sen­cillos son simétricos. Como se verá más ade­lante, a consecuencia de esta propiedad se deduce que un bobinado ondulado sencillo no necesita conexiones compensadoras.

Normas para el trazado de bobinados ondulados con bobinas muertas

A pesar de lo dicho en los parágrafos an­teriores, en la práctica resulta que, muchas veces, deben ejecutarse bobinados ondulados con bobinas muertas. En estos casos, han de tenerse en cuenta las siguientes recomenda­ciones:

l.ª Las bobinas elementales (a las que llama­remos, en adelante, elementos mu~rtos) pueden adoptarse de dos tipos distintos:

a) Considerar como elemento muerto, un elemento de la misma forma y dimen­siones que los elementos activos, sólo que el elemento muerto queda com­pletamente desconectado po:r ambos extremos.

b) Considerar por cada elemento muer­to, dos lados de elemento muerto, si­tuados, uno encima de otro, en la misma ranura; en este caso, la ranu­ra en cuestión se rellena con hilos y aislamiento como si fueran activos, pero solamente las ranuras, ya que no son elementos muertos sino lados de elementos muertos.

2.ª Cuando se adoptan elementos muertos, todos los elementos del inducido resultan del mismo paso y, si el paso de ranuras es un número entero, resultan, además, iguales todas las bobinas.

3.ª Cuando se adoptan lados muertos de ele­mento en una misma ranura, resultan des­iguales algunos elementos del inducido, lo cual dificulta el trabajo de bobinado.

4.ª Por las razones anteriores, se prefiere, ge­neralmente, la solución de adoptar ele­mentos muertos de paso igual al de los elementos activos lo que, además, presen­ta la ventaja de que, desde el punto de vista mecánico, no se introducen descen­tramientos que alteren el equilibrio di­námico de la máquina.

S.ª En cualquiera de los casos se procura, en los bobinados ondulados (que se estudia­rán en un parágrafo posterior) que. los elementos muertos se repartan simétrica­mente entre los diversos pares de deri­vaciones del inducido; y todavía resuJta mucho más conveniente, para evitar co­rrientes de compensación, que se suprima un número doble de lados de elemento, que dé pa:i;-es de vías, con lo cual se consigue una mayor simetría del bobinado al re­partir los lados muertos entre las diversas derivaciones.

6.ª Cuando se adoptan elementos · muertos completos, el bobinado adelanta de la si­guiente forma:

a) Los pasos de bobinas y1 se cuentan de tal manera, que los lados de ele­mento muerto que se van encontran­do, se consideran como si fueran ac­tivos.

b) Los pasos de conexión y2, se cuentan de tal manera, que los lados de ele­mento muerto· que se van encontran­do, es como si no estuvieran, es de­cir, no cuentan. No obstante, si al contar un paso de conexión, se halla­ren los dos lados de un mismo ele­mento muerto, uno de dichos lados se contará como activo y el otro como si no estuviera, es decir, no cuenta.

7.ª Los elementos muertos o los lados muer­tos de elemento, se marcarán claramente antes de empezar a dibujar el bobinado, con objeto de evitar confusiones.

N

s

Bobinados ondulados múltiples

Si adoptando un bobinado ondulado senci­llo, la sección de los conductores resulta ex­cesiva y empleando un bobinado imbricado sen­cillo, el número de derivaciones en paralelo resulta demasiado. grande, puede obtenerse un número adecuado de derivaciones en paralelo, colocando en el inducido varios devanados ondulados sencillos, es decir, mediante un bo­binado ondulado múltiple, denominado tam­bién bobinado en series paralelas.

Con ayuda de la figura 44, vamos a expli­car el principia de un bobinado ondulado múl­tiple. Si partiendo de la delga 1, se sigue el bobinado de la misma forma que en el caso de un bobinado ondulado sencillo, y se da la vuelta completa al inducido, recorriendo p bo­binas, no se unirá el final de la bobina p a una delga contigua a la de partida (como su­cedía en el bobinado ondulado sencillo), sino que este final estará alejado de· la delga de partida tantas delgas como bobinados indivi­duales hayan de colocarse, quedando las del­gas intermedias libres para los otros devana-

N

FIGURA 44 N

39

s

N

dos individuales. Puesto que a cada bobinado en serie corresponde un par de derivaciones, en una vuelta, el número de delgas d~ que nos habremos alejado de la delga de partida será iguahnente a.

Si las escobillas son suficientemente anchas para que en cada lugar del colector todos los pasos sean puestos en contacto por ellas si­multáneamente, los pasos quedarán conecta­dos en paralelo entre sí, y el número de ra­mas en- paralelo quedará multiplicado por el número de pasos n. Sabemos que en un bobi­nado- ondWado sencillo, el número de vías o derivackmes- es

2a = 2

Por lo tanto, en un bobinado ondulado múlti­ple, el número de derivaciones será

2a = 2n

De donde se deduce además que

a=n

Cuando se ha dado una vuelta completa al inducido, contando en pasos de bobina de la capa superior, el ancho de un recorrido com~ pleto es py, aumentado en n pasos si el deva­nado- es no cruzado y reducido, también en n pasos, si se trata de un devanado cruzado. Es decir que el número de lados de bobina en la capa superior o, lo que es lo mismo, el nú­mero total de bobinas elementales será

B=py±n

o también

B=py±a

Por un razonamiento análogo se puede de­ducir fácilmente que el número total de del­gas en el colector ha de ser

C = PYco1 ± n

o, lo que es lo mismo

C = PYco1 ± a

40

De aquí resulta que el paso total vale

B±a y=

p

y el paso de colector

e+ a Yco1 -

p

correspondiendo el signo negativo a los bobi­nados no cruzados y el signo positivo a los bobinados cruzados.

Nótese que las fórmulas halladas en un pa­rágrafo anterior y que expresan los pasos en un bobinado ondulado sencillo, es decir

B + 1 e ± 1 y= ,, Yco1 -

p p

son solamente casos particulares de las fórmu­las generales que acabamos de transcribir, y en las que

a = 1

Como tanto y. como Y col han de ser núme­ros enteros, debe atenderse a que en los bo­binados ondulados múltiples se cumplan las condiciones

B ±a = número entero

p

e ±a = número entero

p

También deben verificarse las condiciones generales de simetría, es decir que

B = número entero

a

e = número entero

a

.. -~

K = número entero

a

2p = número entero

a

Además, y para asegurar un funcionamien­to sin producción de chispas, en los bobinados ondulados múltiples deben evitarse las bobi­nas muertas.

De todas estas condiciones resultan muchas incompatibilidades en la práctica para realizar un bobinado ondulado múltiple. Vamos a ha­llar una fórmula general que permita conocer las posibilidades de realización de uno de es­tos bobinados.

El número total de conductores en el indu­cido es

uK

y como en cada ranura hay los conductores correspondientes a dos bobinas elementales, tendremos que

o, lo que es lo mismo

u B=-K

2

si se introduce esta expresión en la fórmula general

u -- K ± a

B ± a 2 y = -

p p

a u K - ---- ± 1

p 2 a

que permite conocer para qué grupos de va-2 p K

lores de a, p, u son enteros y, -- y --. En a a

la tabla que sigue a continuación, se expresan los valores de u y de a, en función del núme­ro de polos y tales que se cumpla la condición

B±a y=---- = número entero

p

NúMERO DE BOBINAS POR RANURA QUE PERMITEN REALIZAR UN BOBINADO ONDULADO MÚLTIPLE. SIN

BOBINAS MUERTAS

Número de Número de pares pares de Número de_ bobinas

de polos derivaciones por ranura p a u

2 2 1 2 3 4 3 3 1 2 3 4 4 2 1 - 3 -

4 1 2 3 4 5 5 1 2 3 4

2 1 2 - 4 6 3 1 - 3 -

6 1 2 3 4 7 7 1 2 3 4

2 1 - 3 -8 4 1 - 3 4

8 1 2 3 4 9 3 1 2 - 4

8 1 2 3 ·4 9 3 1 2 - 4

9 1 2 3 4 2 1 2 3 4

10 5 1 - 3 -10 1 2 3 4

En lo que se refiere a los pasos de un bo­binado ondulado múltiple, éstos se cuentan como en un devanado ondulado sencillo; es decir, aplicando las siguientes fórmulas:

Y= Y1 + Y2

y

2

Los bobinados ondulados múltiples pueden estar cerrados sobre sí una o varias veces. El

41

número de cierres es igual al máximo común divisor del número de delgas e y del paso de colector Ycol• Si e e Ycol no tienen divisor co­mún, el bobinado es de cierre único. Los bo­binados de 2, 3, ... cierres son, en realidad, otros tantos bobinados independientes, que se conectan en paralelo a través de las esco­billas.

Los bobinados ondulados múltiples sola­mente necesitan dos escobillas, lo mismo que los bobinados ondulados sencillos, ya que cuando las escobillas tienen suficiente anchu­ra, las de un mismo signo están conectadas en para.lelo por medio de las bobinas situadas debajo de ellas. Pero como estos bobinados se emplean, sobre t;gdo, en máquinas de gran potencia, con escobillas fácilmente accesibles, se colocan tantas escobillas como número de polos, cubriendo cada una de ellas, por lo menos, a delgas del colector. De esta forma,

42

la corriente de cada circuito puede repetirse de forina desigual entre las p líneas de esco­billas de la misma polaridad, con lo que puede llegarse a una pequeñ.a densidad de corriente en las escobillas.

En los bobinados on.dulados múltiples se ha de· procurar que la corriente por escobilla sea

1 =de50a100A

2a

pues, en caso contrario, se produce chispeo en el colector.

En la práctica y debido a la tendencia a producir chispas y a la difícil conmutación, se emplean solamente los bobinados ondula­dos dobles, que deben ir provistos de las co­rrespondientes conexiones equipotenciales.

CONEXIONES COMPENSADORAS y EQUIPOTENCIALES

Conceptos generales

A pesar de que, observando las condiciones de simetría expuestas en capítulos anteriores, se obtenga un bobinado perfectamente simé­trico en su parte mecánica, puede suceder que el reparto de las corrientes entre las de­rivaciones en paralelo del inducido no sea uni­forme. Esta desigualdad puede proceder de diversas causas: por ejemplo, de pequeñas di­ferencias de resistencia óhmica de las deriva­ciones o de diferencias en la distribución del flujo magnético inductor en los distintos pares de polos. A consecuencia de esta desigualdad magnética, en las distintas derivaciones se in­ducirán fuerzas electromotrices de diferente valor, lo que provocará un desigual reparto de la corriente en estas derivaciones.

Las diferencias de valor de los flujos mag­néticos de los distintos polos, pueden estar provocados por una excentricidad del induci­do (por ejemplo, a causa de un desigual des­gaste de los cojinetes); por efecto de esta ex­centricidad, el flujo magnético de los polos más próximos al inducido es mayor que el de los que están a mayor distancia. Cuando la asimetría de estos flujos magnéticos es muy grande, entre el inductor y el inducido puede producirse una considerable atracción lateral, que somete al eje de la máquina a un esfuerzo excesivo.

Además de la excentricidad del inducido, ·pueden existir otras causas que provoquen asimetrías magnéticas; por ejemplo, desigual­dad en la forma de las piezas polares, falta de uniformidad, por causa de poros o grietas, en el hierro utilizado en el sistema inductor, etcé~ra; por esta última causa, son preferi­bles siempre los polos inductores de plancha a los fundidos.

Como se ha visto en un capítulo anterior, en un bobinado· imbricado, todas las bobinas de cada derivación están siempre inducidas por el mismo campo magnético y, p9r lo tan­to, cualquier asimetría magnética producirá en este tipo de devanado, una diferencia en la fuerza electromotriz correspondiente a cada derivación: cuando esto sucede, se establecen corrientes compensadoras, las cuales se cie­rran por los aros que comunican entre sí las escobillas de un mismo signo; estas corrientes compensadoras tienden a compensar las des­igualdades de los campos magnéticos y, fre­cuentemente, llegan a sobrecargar fuertemente las escobillas y calentar excesivamente al pro­pio devanado. En estos casos, se disponen co­nexione$ compensadoras, en d interior del

43

bobinado, que sustituyen las corrientes com­pensadoras exteriores, por corrientes compen­sadoras interiores, que descargarán más o me­nos las escobillas, sin afectar (o afectando sólo parcialmente) al propio devanado.

En los bobinados ondulados suceden las cosas de forma muy diferente. En este caso, las bobinas de una derivación están inducidas por todos los campos magnéticos correspon­dientes a los distintos polos de la máquina, de forma que estos campos magnéticos · tienden a compensarse mutuamente y una desigualdad en los flujos magnéticos no origina grandes diferencias de fuerza electromotriz en las de­rivaciones. En cambio, en los bobinados on­dulados múltiples, la tensión puede distribuir­se debajo de un polo de forma muy desigual entre las delgas del colector, ya que, como se ha visto en un capítulo anterior, las derivacio­nes paralelas del devanado, sin estar directa­mente unidas entre sí, se hallan intercaladas unas en otras. Este desigual reparto de la ten­sión en el colector de un devanado ondulado múltiple provoca, con bastante frecuencia, chispas y pequeñas corrientes compensadoras en las escobillas, que también pueden redu­cirse mediante ·conexiones apropiadas en el in­terior del bobinado. Pero como estas conexio­nes solamente deben repartir uniformemente la tensión debajo de un polo en el colector, se designarán en adelante con el nombre de conexiones equipotenciales.

Las conexiones compensadoras de los bobi­nados imbricados tienen como único objeto compensar las desigualdades de los campos magnéticos y no tienen ninguna influencia en la distribución de la tensión en el colector, debajo de un polo.

En resumen, que para conseguir una per­fe~ta simetría eléctrica en los bobinados de corriente continua, deben disponerse los si­guientes tipos de conexiones:

Bobinados imbricados sencillos: conexiones compensadoras.

Bobinados imbricados múltiples: conexiones compensadoras y equipotenciales.

Bobinados ondulados sencillos: no necesitan.

Bobinados ondu].ados múltiples: conexiones equipotenciales.

44

Número y pa8o de las conexiones compensadoras y equipotenciales

La condición necesaria para el empleo de conexiones compensadoras y equipotenciales es que, con una perfecta simetría en el devanado y en el campo inductor, no pueda existir en ningún momento tensión alguna entre los pun­tos de bobinado que puedan unirse.

Estos puntos existen en todo bobinado en el que se cumplan las condiciones de simetría, varias veces expuestas en los capítulos ante­riores: es decir, que el número de bobinas elementales B, el número de delgas del colec­tor C, el número de ranuras K, y el número de polos 2p, sean todos divisibles por el nú­mero de derivaciones a. En este caso, habrá siempre a pares de derivaciones completamen­te iguales y, por consiguiente, a puntos (ranu­ras) en el inducido que tendrán una posición exactamente igual en el campo y, también a puntos (delgas) en el colector cuya posición respecto a las escobillas será exactamente la misma. Por lo tanto, estos puntos pueden unir­se entre sí para constituir conexiones compen­sadoras o equipotenciales, según los casos.

La distancia a que se encuentran estos puntos se denomina paso de potencia o paso de compensación; se denomina con Ycomp y vale:

Expresado en bobinas elementales:

B Ycomr = = número entero

a

Expresado en delgas de colector:

e Ycomp = = número entero

a

Expresado en ranuras del inducido:

K Ycomp = = número entero

a

La compensación más perfecta posible se logra cuando se unen entre sí todos los pun­tos entre los que no exista tensión alguna cuando la simetría sea completa. Por lo tan­to, en este caso, el número de sistemas com­pensadores será C/a, con a empalmes. Pero un sistema tan elevado de sistemas compensado­res, solamente se utiliza en máquinas de gran potencia y elevada velocidad. General:piente,

se pone una derivación cada 2 ó 3 ranuras, de sección mitad a la de los conductores del de­vanado. Por ejemplo, supongamos un devana­do imbricado para una máquina hexapolar, con 48 delgas en el colector, 48 bobinas ele­mentales y 48 ranuras. El paso de compensa­ción es

c 48 Ycomp = = 16 delgas

a· 3

Si se coloca una conex10n compensadora cada 4 delgas, se obtiene:

Primer ciclo: Delga 1 a 17 y 17 a 33; después, se obtendría 33 + 16 = 49. Como el co­lector sólo tiene 48 delgas, se llega a la del­ga número 1 y queda cerrado el ciclo.

Segundo ciclo: Comienza en la delga 1 + + 4 = 5 y comprende: Delga 5 a 21,, 21 a 37 y 37 a 5.

Tercer ciclo: Comienza en la delga 5 + 4 = = 9 y comprende: Delga 9 a 25,, 25 a 41 y 41 a 9.

Cuarto .ciclo: Comienza en la delga 9 + 4 = = 13 y comprende: Delga 13 a 29,, 29 a 45 y 45 a 13.

Quinto ciclo: Comienza en la delga 13 + 4 = = 17, pero esta delga ya está ocupada en el primer ciclo.

Es decir, que existirán 4 ciclos de .conexio-nes compensadoras. ·

Condiciones necesarias para colocar conexiones compensadoras y equipotenciales

De acuerdo con lo dicho en el parágrafo anterior, no en todos los devanados pueden colocarse conexiones compensadoras o equi­potenciales, sino que deben cumplirse ciertas condiciones, las cuales se expresan a continua-ción: ·

Bobinados imbricados. Para que puedan disponerse conexiones compensadoras, basta que el número de ranuras por par de polos sea un número entero, cualquiera que sea el número de delgas del colector.

Bobinados ondulados simples. Como se ha dicho anteriormente, estos devanados no nece­sitan conexiones equipotenciales.

Bobinados ondulados múltiples. Para que puedan disponerse conexiones equipotenciales, el número de delgas por derivación y el de pares deben cumplirse las condiciones si­guientes:

c = número entero

a

p = número entero

a

Disposición de las c&nexi&nes compensadoras y eQuipoteneiales

Las conexiones compensadoras y equipoten­ciales pueden conectarse de dos formas con el devanado del inducido:

1.ª Soldándolas a las delgas del colector, tal como se expresa en el Bobinado núm. 57. En la figura 45 se representa la ejecución práctica de esta variante.

FIGURA 45

45

FIGURA 46

2.• En el lado. opuesto del colector, es decir, en· la cara posterior del inducido y conec­tadas directamente a puntos especiales del devanado, tal como se representa en el Bobinado núm. 56 y cuya ejecución prác­tica se expresa en la figura 46. Este sis­tema se emplea, sobre todo, en los deva­nados realizados con barras o pletinas, en los que cada bobina consta de una sola espira: los conexiones se realizan' por me­dio de conductores de cobre aislados con algodón y unidos entre sí por una trenza conductora, obteniéndose de esta forma una corona situada bajo las. barras que constituyen el devanado. · ·

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