Diferencia entre el Enrollado en Lap y el Enrollado en Onda

La disposición de conductores aislados alojados en las ranuras de un armazón se conoce como bobinado del armazón. Este componente crucial sirve como el lugar donde ocurre la conversión de energía. En un generador, el bobinado del armazón facilita la transformación de la energía mecánica en energía eléctrica. Por el contrario, en un motor eléctrico, permite la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica, desempeñando un papel fundamental en el funcionamiento de ambas máquinas eléctricas.

El bobinado del armazón se puede clasificar principalmente en dos tipos distintos: bobinado en anillo y bobinado ondulado. Una de las diferencias más prominentes entre ellos radica en el modo de conexión de los extremos de los devanados. En el bobinado en anillo, los extremos de cada devanado están conectados a segmentos adyacentes del colector. Por el contrario, en el bobinado ondulado, los extremos de los devanados del armazón están conectados a segmentos del colector que están separados entre sí.

Contenido: Bobinado en Anillo vs. Bobinado Ondulado

• Tabla de Comparación

• Definición

• Diferencias Clave

Tabla de Comparación

Definición de Bobinado en Anillo

En el bobinado en anillo, los devanados consecutivos se disponen de tal manera que se superponen uno sobre otro. El extremo final de un devanado se conecta a un segmento específico del colector, mientras que el extremo inicial del siguiente devanado, situado bajo la influencia de un polo magnético adyacente (de polaridad opuesta), también se une al mismo segmento del colector. Esta configuración crea una estructura de caminos paralelos, donde la conexión de cada devanado "vuelve" al segmento adyacente, de ahí el nombre "bobinado en anillo". Esta disposición permite múltiples caminos paralelos de corriente, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren alta capacidad de corriente y baja tensión de salida.

Configuración de Bobinado en Anillo

En el bobinado en anillo, los conductores están interconectados de tal manera que el número de caminos paralelos (a) corresponde al número de polos (P) de la máquina. Para una máquina con P polos y Z conductores del armazón, habrá P caminos paralelos, cada uno conteniendo Z/P conductores conectados en serie. El número de cepillos requeridos es igual al número de caminos paralelos, con la mitad de los cepillos sirviendo como terminales positivas y la otra mitad como negativas.

El bobinado en anillo se subcategoriza en dos tipos:

• Bobinado en Anillo Simple: Caracterizado por a = P, lo que significa que el número de caminos paralelos es igual al número de polos.

• Bobinado en Anillo Doble: Caracterizado por a = 2P, donde el número de caminos paralelos es el doble del número de polos.

Definición de Bobinado Ondulado

En el bobinado ondulado, un extremo de un devanado se conecta al extremo inicial de otro devanado que comparte la misma polaridad magnética. Esta disposición forma un patrón continuo y ondulado, dando al bobinado su nombre. Los conductores en el bobinado ondulado se dividen en dos caminos paralelos, cada uno conteniendo Z/2 conductores en serie. Como resultado, el bobinado ondulado requiere solo dos cepillos, uno positivo y uno negativo, para alinearse con los dos caminos paralelos.

Esta configuración hace que el bobinado ondulado sea particularmente adecuado para aplicaciones de alta tensión y baja corriente, ya que la conexión en serie de los conductores aumenta la tensión inducida total mientras mantiene una corriente manejable a través de los caminos paralelos.

Diferencias Claves Entre Bobinado en Anillo y Bobinado Ondulado

Disposición de los Devanados

En el bobinado en anillo, los devanados están configurados de tal manera que cada devanado vuelve al siguiente, creando un patrón superpuesto. Por otro lado, el bobinado ondulado presenta devanados conectados en una formación ondulada, dándole una forma distinta y continua.

Conexión del Colector

Para el bobinado en anillo, los extremos de los devanados del armazón están conectados a segmentos adyacentes del colector. En contraste, en el bobinado ondulado, los extremos de los devanados del armazón están unidos a segmentos del colector que están separados entre sí, resultando en un patrón de conexión eléctrica diferente.

Número de Caminos Paralelos

El bobinado en anillo tiene el número de caminos paralelos igual al número total de polos de la máquina. Por ejemplo, si una máquina tiene P polos, habrá P caminos paralelos. En el bobinado ondulado, independientemente del número de polos, el número de caminos paralelos es siempre dos.

Tipo de Conexión

El bobinado en anillo a menudo se denomina bobinado en paralelo debido a la conexión en paralelo de sus devanados, lo que permite múltiples caminos de corriente. Por el contrario, el bobinado ondulado tiene devanados conectados en serie, ganándose el nombre de bobinado en serie. Esta diferencia en el tipo de conexión impacta significativamente las características eléctricas de ambos métodos de bobinado.

Fuerza Electromotriz (f.e.m.)

La f.e.m. generada en el bobinado en anillo es generalmente menor en comparación con la del bobinado ondulado. Esto es un resultado directo de las diferentes configuraciones eléctricas y el número de conductores conectados en serie en cada tipo de bobinado.

Componentes Adicionales Requeridos

El bobinado en anillo a menudo requiere ecualizadores para facilitar una mejor conmutación, que es el proceso de convertir la corriente alterna (CA) inducida en los devanados en corriente directa (CD) en la salida. Por otro lado, el bobinado ondulado necesita devanados ficticios para proporcionar equilibrio mecánico al armazón, asegurando el funcionamiento suave de la máquina.

Número de Cepillos

El número de cepillos en el bobinado en anillo es igual al número de caminos paralelos, lo que significa que puede variar dependiendo del número de polos. En el bobinado ondulado, el número de cepillos está fijado en dos, correspondiente a los dos caminos paralelos.

Eficiencia

El bobinado ondulado generalmente exhibe una mayor eficiencia en comparación con el bobinado en anillo. Esto se debe a factores como pérdidas eléctricas más bajas y patrones de flujo de corriente más optimizados en los devanados conectados en serie del bobinado ondulado.

Subtipos

El bobinado en anillo tiene subtipos como simple y doble. En el bobinado simple, el número de caminos paralelos es igual al número de polos, mientras que en el bobinado doble, el número de caminos paralelos es el doble del número de polos. El bobinado ondulado, por otro lado, tiene subtipos como progresivo y regresivo, que se diferencian por la dirección de la conexión de los devanados en el patrón ondulado.

Costo

El costo del bobinado en anillo es generalmente más alto que el del bobinado ondulado. Esto se debe principalmente a que el bobinado en anillo requiere más conductores debido a su configuración en paralelo y la necesidad asociada de conexiones y componentes adicionales.

Aplicación

El bobinado en anillo se utiliza comúnmente en máquinas eléctricas de baja tensión y alta corriente, como grandes generadores de CD para carga de baterías o algunos tipos de motores de tracción eléctrica. Por otro lado, el bobinado ondulado es más adecuado para máquinas de alta tensión y baja corriente, como ciertos generadores de CD utilizados en sistemas de transmisión de energía.

En el bobinado ondulado, los devanados ficticios se incorporan únicamente para proporcionar equilibrio mecánico al armazón, asegurando un funcionamiento suave y estable de la máquina. A diferencia de los devanados activos, los devanados ficticios no participan en el circuito eléctrico y, por lo tanto, no están conectados al colector ni involucrados en la generación de fuerza electromotriz (f.e.m.). Su función principal es contrarrestar cualquier desequilibrio causado por la disposición del bobinado, que típicamente deja ranuras sin usar en el núcleo del armazón cuando el número de devanados no se alinea perfectamente con el paso del polo. Al llenar estas ranuras con devanados ficticios, se mantiene la simetría rotacional del armazón, minimizando la vibración y el desgaste durante la operación.