domingo, 17 de mayo de 2009

Proceso de cálculo de un bobinado imbricado de dos capas





Los datos necesarios son el número de ranuras K, número de polos 2p y número de fases q. El proceso de calculo es el siguiente:

En los bobinados de dos capas, el número de bobinas es igual al número de ranuras, es decir B=K, por lo que el número de bobinas por grupo será igual a:
U= B/ 2pq
Se elegirá el ancho de bobina de acuerdo con el paso polar.
Se elegirá los principios de fases, sobre el cuadro correspondiente.
Para dibujar el esquema se deben numerar solamente los lados activos de la capa superior.
La conexión de los grupos sucesivos de una fase será ejecutada por polos.

Ejemplo: Realizar esquema del bobinado imbricado de dos capas cuyos datos son:

Número de ranuras K = 12
Número de polos 2p = 2
Número de fases q = 3

1º) Número de grupos del bobinado. G=2p.q=2.3=6
2º) Número de ranuras por polo y fase Kpq= K /2p.q=12/2.3=2
3º) Número de bobinas por grupo. U= K/2p.q= 12/2.3=2
4º) paso de ranura Yp= K/ 2p= 12/2=6
Yk= 1:7
5º) Paso de principio Y120º= K/3p=12/3.1=4
6º) Tabla de principios U-1, V-5, W-9

Instalación, mediante contactores , de un motor Dahlander

La velocidad de los motores asíncronos, no está influenciada por las variaciones de tensión, pero es proporcional a la frecuencia de la corriente de alimentación e inversamente proporcional al número de polos que constituyen el estator:


N= 60 f / p

N: velocidad de sincronismo en r.p.m.
f: frecuencia de la red en ciclos por segundo ó Hz
p: número de pares de polos
Los motores de dos o tres velocidades son el resultado de la creación en el estator de uno o más bobinados que corresponden a números de polos diferentes, obteniendo de esta forma, distintas velocidades.
Al motor que en un sólo devanado contienen dos números de polos diferentes, lo denominamos DAHLANDER o de POLOS CONMUTABLES.
Esta clase de motores sólo permiten la obtención de dos velocidades (4 y 8 polos, 6 y 12 polos, etc.) de la combinación entre las seis bornas que contienen.
Para la velocidad LENTA o CORTA (mayor número de polos), el devanado queda conectado en triángulo a través de la conexión de la red trifásica a las bornas U, V y W.
Para la velocidad RÁPIDA o LARGA (menor número de polos), las bornas anteriores quedan conectadas entre sí y la entrada de la red trifásica se hace a través de las bornas u´, v´, w´, con lo que obtenemos la conexión llamada doble estrella.
A menudo, el arranque se efectúa directamente tanto en la velocidad lenta como en la rápida. Por ello son utilizados en trenes de lavado, puertas automáticas y en cualquier máquina que necesite en su funcionamiento de dos velocidades diferentes.
Generalmente, estos motores tienen un rendimiento poco elevado y un factor de potencia bastante pequeño.
Para el arranque en triángulo (velocidad lenta) usaremos un sólo contactor con un relé térmico, adecuado a la intensidad que consuma el motor en este acoplamiento, que lo alimentará a través de las bornas U, V, W. Para el arranque en doble estrella (velocidad rápida) serán necesarios dos contactores: el primero deberá conectar las bornas U, V, W entre sí y el segundo, acompañado de su correspondiente relé térmico calibrado para soportar la intensidad de este acoplamiento, alimentará al motor por las bornas u´ v´ w´.
En cualquier caso, los contactores que intervienen en una velocidad deben estar abiertos si queremos actuar sobre la otra. Para ello usaremos doble bloqueo eléctrico (Pulsadores NC y contactos NC en serie con la bobina del contactor a bloquear) e incluso un bloqueo mecánico.

Arranque de un motor de rotor bobinado mediante pulsadores

Cuando arrancamos un motor trifásico, la intensidad absorbida puede alcanzar un valor superior a cinco veces la intensidad nominal. Es por ello por lo que es preciso emplear métodos de arranque que disminuyan esta punta de corriente. Uno de estos métodos consiste en la utilización de un motor de rotor bobinado, también llamado de anillos rozantes, al que se conectan varios grupos de resistencias que progresivamente serán eliminadas hasta que el motor consiga funcional a régimen normal.
Todo ello se consigue mediante el siguiente proceso: Conectaremos el circuito del rotor a un grupo de resistencias conectadas en estrella. Mientras alimentamos el estator con la tensión de la red mediante un guardamotor, otros contactores deberán ir eliminando progresivamente cada grupo de resistencias hasta dejar el rotor en cortocircuito, con lo que finalizará el proceso de arranque.
Para un par dado, la velocidad será tanto más baja cuanto más alta sea la resistencia (momento del arranque) y alcanzará la velocidad nominal cuando esté totalmente cortocircuitada.
VENTAJAS.- Muy buena relación par - intensidad (la corriente inicial de arranque es inferior a 2, 5 In con un par inicial de arranque similar. Posibilidad de regulación de los valores de arranque, a diferencia del estrella - triángulo, no hay corte de alimentación durante el arranque.
INCONVENIENTES.- Motor de anillos más costoso. Necesita resistencias, lo que encarece el precio.
DURACIÓN DEL ARRANQUE:
Para 3 tiempos: 2,5 segundos
Para 4 tiempos: 5 segundos.
CÁLCULO DE LAS RESISTENCIAS ROTÓRICAS.-
Intensidad rotórica: Ir = 666 P / Ur
Resistencia unidad: Ru = 333 P /Ir"
Valor de la resistencia por fase Rtotal = (Ru / 1ª punta) - r

1ª punta: Punta de intensidad deseada al arranque
r: Resistencia interna del rotor
APLICACIONES TÍPICAS.-
En todos los casos donde las puntas de corriente deban ser mínimas
En máquinas que deban arrancar a plena carga
En arranques progresivos

Portero Electrónico

es una instalación de intercomunicación que proporciona la comunicación auditiva o audiovisual entre distintos puntos de un edificio sin conexión con la red telefónica.
Según el tipo de comunicación efectuada lo llamaremos portero o vídeo portero.
De los primeros distinguiremos entre aquellos en cuya instalación sólo son necesarios dos hilos y otros, de uso más frecuente, en los que se emplean cinco hilos de 0,25 y 0,50 mm.

Los elementos comunes a los porteros son:
Cerradura

Fuente de alimentación

Placa de calle (micrófono y altavoz)

Teléfono (auricular y micrófono)
CERRADURA.- Llamada también abrepuertas, cuyo principio básico de funcionamiento es un electroimán alimentado a 12 V que libera el pestillo de la cerradura. El consumo de la cerradura suele ser de 880 mA, por lo que es necesario usar conductores de 1 mm para su alimentación.
Por la forma de apertura, las cerraduras se diferencian en dos tipos:

Tipo N
Tipo AT
Sólo abren mientras están bajo tensión
Se desbloquean con un sólo impulso de tensión y permanecen así hasta que la puerta se cierra de nuevo.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN.- Situada en el cuadro general de mando y protección, proporciona una tensión alterna de 12 V para el funcionamiento del sistema, aunque algunas proporcionan la misma tensión en C.C. y en algunos casos también admite regulación del nivel o volumen sonoro. No obstante, los fabricantes están apostando por una fuente de alimentación de tamaño reducido, adaptable a raíl DIN que proporcione sólo tensión.
PLACA DE CALLE.- Situada en el exterior de la vivienda, generalmente contiene el amplificador y el sistema de regulación del volumen sonoro. Suele estar protegida contra las inclemencias meteorológicas y contra la manipulación que permita la apertura de la puerta desde la calle.
TELÉFONO.- Situado en el interior de la vivienda suelen ser de llamada electrónica o por zumbador (estos últimos más antiguos). Suele ser intercambiable con otros modelos y marcas, siempre que el tipo de llamada sea el mismo ya que, excepto en los de dos hilos, su sistema de instalación es similar, pues cada uno de sus hilos van a conectarse a alguno de los siguientes bornes:

CÁLCULO DE LOS BOBINADOS CONCÉNTRICOS

El proceso de cálculo de los bobinados concéntricos constituye una excepción en el conjunto de los bobinados ya que para calcular el cuadro de bobina, es necesario determinar previamente la amplitud de grupo.
La posibilidad de ejecución de este tipo de bobinado depende del número de ranura por polo y fase "Kpq", que deberá de cumplir ciertas condiciones:
Bobinados por polos.- El número de ranuras por polo y fase Kpq, debe ser forzosamente un número entero par o impar. Si dicho valor es par, todos los grupos tendrán el mismo número de bobinas. En cambio, si es impar resulta necesario recurrir a una de las siguientes soluciones.

a: Preparar todos los grupos iguales, pero con la bobina exterior formada de un número de espiras mitad que las restantes y colocar en determinadas ranuras dos medias bobinas exteriores, pertenecientes a grupos vecinos de la misma fase. Esto se hace según la figura 5, en la cual se apreciamos que la ranura A y C son ocupadas por una sola bobina mientras que la ranura B, es ocupada por dos medias bobinas. Estas bobinas exteriores están formadas cada una de ellas por un número de espiras mitad que las bobinas colocadas en A y C.
b: Prepara grupos desiguales, de manera que la mitad de los grupos tengan una bobina más que las restantes y colocar alternativamente, grupos con distinto número de bobinas. En la figura 7, se ve como cada una de las tres ranuras A, B, C, están ocupadas por una sola bobina, pero al conectarlos, las bobinas A y B están formando un grupo, mientras el siguiente grupo está formado solamente por la bobina C.
Bobinados por polos consecuentes.- Es conveniente que el número de ranuras por polo y fase tenga un valor entero, sea par o impar, ya que en cualquiera de los casos puede ser ejecutado con grupos iguales, formados por un número entero de bobinas.
Sin embargo, en algunas ocasiones se presentan bobinados por polos consecuentes, cuyo número de ranuras por polo y fase tiene un valor entero más media unidad. Tal bobinado se puede realizar de una forma similar a la indicada en los bobinados por polos en el punto primero.
NUMERO DE BOBINAS POR GRUPO.- Salvo las excepciones señaladas anteriormente, los bobinados concéntricos son ejecutados en una capa por ranura. Por consiguiente el número de bobinas que constituyen un grupo vendrá dado por las siguientes formulas:


*Por polos consecuentes 1 capa ........

K
U = -----------------
2p. q

* Por polos 1 capa .............................

K
U = ----------------
4.p.q

AMPLITUD DE GRUPO.- En un bobinado concéntrico se conoce con el nombre de amplitud de grupo, el número de ranuras que se encuentran en el interior de dicho grupo. Para calcular el valor de la amplitud de grupo recordemos que si se quiere que se sumen las f.e.m.s. generadas en los lados activos de las bobinas que forman el grupo, es preciso que éstas se encuentren frente a los polos consecutivos, o lo que es igual, que los dos lados activos de un grupo deben estar separados una determinada distancia, que es igual al paso polar.
Ahora bien, en un paso polar debe haber Kpq ranuras por cada fase y en el interior del grupo de una fase tienen que encontrarse las ranuras de las restantes fases.
Por consiguiente resulta, que el valor de la amplitud es igual a: m=(q-1). Kpq. Sustituyendo en esta formula Kpq, por el valor del despejado de las expresiones por polos y por polos consecuentes obtendremos las siguientes expresiones.
Por polos consecuentes ............. m = (q-1).U
Por polos .................................. m = (q-1).2U
ANCHO DE BOBINA.- En un bobinado concéntrico los anchos de bobina que forman un grupo son diferentes. Designando por Y1, Y2 e Y3, según el lugar que ocupan yendo de Interior al exterior del grupo, se deduce que sus valores son respectivamente:
Y1 = m +1 ; Y2 = m + 3 ;Y3 = m +5
En un bobinado concéntrico el ancho medio de bobina o paso medio de ranura, coincide con el valor del paso polar, diciéndose entonces que el bobinado tiene un paso diametral.

K
Yp = Yk = ------
2p

BOBINADOS TRIFÁSICOS CON NUMERO IMPAR DE PARES DE POLOS.- Los bobinados concéntricos de máquinas trifásicas, cuyo número de pares de polos es impar, presentan una dificultad, que es salvada colocando un grupo mixto, cuyas dos mitades pertenecen s distinto plano de cabezas de bobinas, es decir, que medio grupo tiene sus cabezas en el plano exterior y el otro medio en el plano interior.
La razón, es que al realizar el bobinado por polos consecuentes, el número total de grupos es igual al producto de los números de pares de polos y de fases, al ser el número de pares de polos impar, también será impar el número total de grupos "3p". En consecuencia, si se hicieran todos los grupos iguales de dos modelos solamente, deberíamos preparar de cada uno un número de grupos igual a un número entero más media unidad, lo que es físicamente imposible, quedando resuelta dicha dificultad ejecutando un grupo mixto.