Què és un Factor de Recorregut de Bobina?

Definició i característiques del factor de llargada de bobina (factor de distància)
Definició del factor de distància (Kₙ)

El factor de llargada de bobina (també conegut com a factor de cordat) Kₙ es defineix com la relació entre el voltatge induït en una bobina de cordat curt i el voltatge induït en una bobina de cordat complet. La distància entre els dos costats d'una bobina s'anomena llargada de bobina, que es caracteritza pel seu angle elèctric per indicar el grau de cordat curt.

Significat físic de la llargada del pol

La distància angular entre les línies centrals de pols adjacents s'anomena llargada del pol, que sempre és igual a 180 graus elèctrics, independent del nombre de pols de la màquina. Una bobina amb una llargada de 180 graus elèctrics s'anomena bobina de cordat complet, tal com es mostra en la figura següent:

Característiques de les bobines de cordat curt

Una bobina amb una llargada inferior a 180 graus elèctrics s'anomena bobina de cordat curt (o bobina de cordat fraccional), també coneguda com a bobina cordada. La configuració de la bobina de cordat curt es mostra en la figura següent:

Enrotllament cordat i càlcul de la llargada de bobina

Un enrotllament estator que utilitza bobines de cordat fraccional s'anomena enrotllament cordat. Si la llargada de la bobina es redueix en un angle elèctric α, la llargada efectiva es converteix en (180 – α) graus elèctrics.

Per a una bobina de cordat complet, la distància entre els dos costats de la bobina coincideix exactament amb la llargada del pol de 180° elèctrics, assegurant que els voltatges induïts en cada costat de la bobina estiguin en fase. Sigui E_C1 i E_C2 els voltatges generats en els costats de la bobina, amb E_C com a voltatge resultant de la bobina. La relació es expressa amb l'equació:

Com que E_C1 i E_C2 estan en fase, el voltatge resultant de la bobina E_C és igual a la suma aritmètica dels dos voltatges.

Així,

Anàlisi fasorial de les bobines de cordat curt

Quan la llargada de la bobina d'una sola bobina és inferior a la llargada del pol de 180° elèctrics, els voltatges induïts en cada costat de la bobina E_C1 i E_C2 mostren una diferència de fase. El voltatge resultant de la bobina E_C és la suma fasorial de E_C1 i E_C2.

Si la llargada de la bobina es redueix en un angle elèctric α, la llargada efectiva es converteix en (180 – α) graus. Com a conseqüència, E_C1 i E_C2 estaràn fora de fase en α graus. Com es mostra en el diagrama fasorial anterior, la suma fasorial EC correspon al vector AC.

El factor de llargada de bobina Kc es expressa com:

Característiques i avantatges del factor de distància (Kₙ) en els enrotllaments de cordat curt
Relació entre el factor de distància i la llargada de bobina

• Bobina de cordat complet: Quan α = 0°, cos(α/2) = 1, per tant Kₙ = 1.

• Bobina de cordat curt: Kₙ < 1, indicant que el cordat curt reduïx l'amplitud del voltatge induït.

Avantatges tècnics de les bobines de cordat curt (enrotllaments cordats)

• Optimització del cost del material: Redueix les longituds de les voltes finals, disminuint l'ús de material conductor i els costos de fabricació.

• Millora de la qualitat de la forma d'ona: Suprimeix la distorsió harmònica, fent que l'EMF induït estigui més proper a una ona sinusoidal i millorant la qualitat de l'energia.