Que é o factor de span dunha bobina?

Factor de Envergadura do Bobinado (Factor de Tonalidade) Definición e Características
Definición do Factor de Tonalidade (Kₙ)

O factor de envergadura do bobinado (tamén coñecido como factor de acordamento) Kₙ defínese como a relación entre o voltaxe inducido nun bobinado de tonalidade curta e o dun bobinado de tonalidade completa. A distancia entre os dous lados dun bobinado denomínase envergadura do bobinado, que caracterízase polo seu ángulo eléctrico para indicar o grao de tonalidade curta.

Significado Físico da Tonalidade do Polo

A distancia angular entre as liñas centrais de polos adxacentes chámase tonalidade do polo, que sempre é igual a 180 graos eléctricos independentemente do número de polos na máquina. Un bobinado cunha envergadura de 180 graos eléctricos denomínase bobinado de tonalidade completa, como se ilustra na figura seguinte:

Características dos Bobinados de Tonalidade Curta

Un bobinado cunha envergadura menor que 180 graos eléctricos denomínase bobinado de tonalidade curta (ou bobinado de tonalidade fraccionaria), tamén coñecido como bobinado acordado. A configuración do bobinado de tonalidade curta ilústrase na figura seguinte:

Enroscado Acordado e Cálculo da Envergadura do Bobinado

Un enroscado estator que emprega bobinados de tonalidade fraccionaria denomínase enroscado acordado. Se a envergadura do bobinado diminúe nun ángulo eléctrico α, a envergadura efectiva convértese en (180 – α) graos eléctricos.

Para un bobinado de tonalidade completa, a distancia entre os dous lados do bobinado coincide exactamente coa tonalidade do polo de 180° eléctricos, asegurando que os voltaxes inducidos en cada lado do bobinado están en fase. Sexan E_C1 e E_C2 os voltaxes xerados nos lados do bobinado, con E_C como o voltaxe resultante do bobinado. A relación exprésase mediante a ecuación:

xa que E_C1 e E_C2 están en fase, o voltaxe resultante do bobinado E_C é igual á suma aritmética dos dous voltaxes.

Por tanto,

Análise Fásor dos Bobinados de Tonalidade Curta

Cando a envergadura do bobinado dun só bobinado é menor que a tonalidade do polo de 180° eléctricos, os voltaxes inducidos en cada lado do bobinado E_C1 e E_C2 presentan unha diferenza de fase. O voltaxe resultante do bobinado E_C é a suma fásor de E_C1 e E_C2.

Se a envergadura do bobinado diminúe nun ángulo eléctrico α, a envergadura efectiva convértese en (180 – α) graos. Como consecuencia, E_C1 e E_C2 estarán desfasados α graos. Como se mostra no diagrama fásor superior, a suma fásor EC corresponde ao vector AC.

O factor de envergadura do bobinado Kc exprésase como:

Factor de Tonalidade (Kₙ) Características e Ventajas dos Enroscados de Tonalidade Curta
Relación Entre o Factor de Tonalidade e a Envergadura do Bobinado

• Bobinado de tonalidade completa: Cando α = 0°, cos(α/2) = 1, polo que Kₙ = 1.

• Bobinado de tonalidade curta: Kₙ < 1, indicando que a tonalidade curta reduci a amplitud do voltaxe inducido.

Ventajas Técnicas dos Bobinados de Tonalidade Curta (Enroscados Acordados)

• Optimización do Custo de Materiais: Abrevia as lonxitudes das extremidades do enroscado, reducindo o uso de material condutor e os custos de fabricación.

• Melora da Calidade da Forma de Onda: Suprime a distorsión harmónica, aproximando o EMF inducido a unha onda senoidal e mellorando a calidade da enerxía.