¿Qué es un Factor de Extensión del Bobinado?

Definición y Características del Factor de Abertura del Bobinado (Factor de Paso)
Definición del Factor de Paso (Kₙ)

El factor de abertura del bobinado (también conocido como factor de acordado) Kₙ se define como la relación entre el voltaje inducido en un bobinado de paso corto y el de un bobinado de paso completo. La distancia entre los dos lados de un bobinado se denomina abertura del bobinado, que se caracteriza por su ángulo eléctrico para indicar el grado de paso corto.

Significado Físico del Paso Polar

La distancia angular entre las líneas centrales de polos adyacentes se llama paso polar, que siempre es igual a 180 grados eléctricos, independientemente del número de polos en la máquina. Un bobinado con una abertura de 180 grados eléctricos se denomina bobinado de paso completo, como se ilustra en la figura siguiente:

Características del Bobinado de Paso Corto

Un bobinado con una abertura menor a 180 grados eléctricos se denomina bobinado de paso corto (o bobinado de paso fraccionario), también conocido como bobinado acordado. La configuración del bobinado de paso corto se ilustra en la figura siguiente:

Enrollado Acordado y Cálculo de la Abertura del Bobinado

Un enrollado estator que utiliza bobinados de paso fraccionario se denomina enrollado acordado. Si la abertura del bobinado se reduce por un ángulo eléctrico α, la abertura efectiva se convierte en (180 – α) grados eléctricos.

Para un bobinado de paso completo, la distancia entre los dos lados del bobinado es exactamente igual al paso polar de 180° eléctricos, asegurando que los voltajes inducidos en cada lado del bobinado estén en fase. Sea E_C1 y E_C2 los voltajes generados en los lados del bobinado, con E_C como el voltaje resultante del bobinado. La relación se expresa mediante la ecuación:

Dado que E_C1 y E_C2 están en fase, el voltaje resultante del bobinado E_C es igual a la suma aritmética de los dos voltajes.

Por lo tanto,

Análisis Fásor de Bobinados de Paso Corto

Cuando la abertura del bobinado de un solo bobinado es menor que el paso polar de 180° eléctricos, los voltajes inducidos en cada lado del bobinado E_C1 y E_C2 presentan una diferencia de fase. El voltaje resultante del bobinado E_C es la suma fásor de E_C1 y E_C2.

Si la abertura del bobinado se reduce por un ángulo eléctrico α, la abertura efectiva se convierte en (180 – α) grados. Como resultado, E_C1 y E_C2 estarán fuera de fase por α grados. Como se muestra en el diagrama fásor anterior, la suma fásor EC corresponde al vector AC.

El factor de abertura del bobinado Kc se expresa como:

Características y Ventajas del Factor de Paso (Kₙ) de Enrollados de Paso Corto
Relación Entre el Factor de Paso y la Abertura del Bobinado

• Bobinado de paso completo: Cuando α = 0°, cos(α/2) = 1, por lo tanto, Kₙ = 1.

• Bobinado de paso corto: Kₙ < 1, lo que indica que el paso corto reduce la amplitud del voltaje inducido.

Ventajas Técnicas de los Bobinados de Paso Corto (Enrollados Acordados)

• Optimización del Costo de Material: Acorta las longitudes de los extremos del enrollado, reduciendo el uso de material conductor y los costos de fabricación.

• Mejora de la Calidad de la Forma de Onda: Suprime la distorsión armónica, haciendo que la FEM inducida se acerque más a una onda senoidal y mejorando la calidad de la energía.