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APLICACIÓN 2-DEVANADOS, CAMPOS Y FEMs
Se tiene una máquina eléctrica giratoria, cuyas características de diseño son:
D = 0,4 m – Diámetro interno del estator.
L = 0,4 m - Longitud activa del núcleo ferromagnético.
g = 0,5 mm – Entrehierro entre el estator y rotor.
P = 2
Estator: Devanado 1φ concéntrico de capa simple- Z1 = 18; y1= 1-9; y1= 2-8; y1= 3-7; N1= N1=N3=96 esp./bob.
Rotor:Devanado imbricado de doble capa 3φ en conexión estrella- Z2 = 24; y = 1-11; Nr b = 8 esp./bob.
Elaborar el esquema del devanado por grupos y desarrollado (lineal) y calcular el número de espiras efectivas en el estator (Nsef ).
Determinar la inducción máxima para el fundamental y tercer armónico (Bs fmax1,3), si el devanado es alimentado con una corriente continua de isf= 0,9 A . Evaluarla incidencia del 3° armónico.
Elaborar el esquema del devanado por grupos y desarrollado (lineal) y calcular el número de espiras efectivas por fase en el rotor, para el armónico fundamental (Nref1).
Demostrar, solo para el armónico fundamental; que el devanado del estator (problema 1) es equivalente a un devanado imbricado con bobinas de paso y = 1-7, reemplazadas en el mismo estator.
Siel rotor es impulsado a una velocidad de 3600 rpm, bajo las condiciones del punto 1b.
Determinar el valor eficaz de la tensión inducida por fase en el rotor (Erfase), por línea o entre anillos (ErL), así como la frecuencia (f). Despreciar caída de tensión.
Si las bobinas del devanado rotórico fueran enseriadas y conectadas a las delgas de un conmutador y un par de escobillas adecuadamenteubicadas. Girando el rotor a n = 3600 rpm, y para el campo fundamental, se pide:
Determinar la fuerza electromotriz inducida entre escobillas (Ee).
Si las escobillas fueran desplazadas en dos ranuras rotóricas del eje neutro magnético, cuál será la FEM generada entre escobillas, cuando la velocidad del rotor se mantiene en n = 3600 rpm.



SOLUCION 1:
Esquema del devanado estatóricopor grupos y desarrollado
Estator: Devanado 1φ concéntrico de capa simple- Z1 = 18; y1= 1-9; y2= 2-8; y3= 3-7; N1= N2=N3=96 esp./bob.; p=2
Por dato, bobinas por grupo: q=3 ; paso polar τ=Z_1/p=18/2=9 ranuras=paso de grupo

Número de espiras efectivas por fase del estator, para los armónicos 1 y 3 ????
N_efγ^s=N_fase^s .K_devγ^s N_fase^s=NTC/2=p∑_(i=1)^q▒N_i^sK_devγ^s=(∑_(i=1)^q▒N_i^s .K_piγ^s)/(∑_(i=1)^q▒N_i^s )
En consecuencia:
N_ef1^s=2.(N_(1.) K_p11^s+N_(2.) K_p21^s+N_(3.) K_p31^s ); K_piγ^s=sin⁡〖(γ (y_i^,)/2〗); y_1^,=γ^,.y_1=p/2.360/Z_1 .y_1=2/2.360/18.8=160°
y_2^,=120° ; y_3^,=80°
K_dev1^s=(96 (0,9848+0,866+0,6428))/288=0,8312 ;
N_fase^s=p∑_(i=1)^q▒N_i^s =2 .3 .96=576 esp.realoes /fase
N_ef1^s=N_fase^s .K_dev1^s=576.0,8312=478,77 (esp.efectivas/fase)
N_ef3^s=0
γ K_piγ^s K_piγ^s K_piγ^s K_devγ^s N_efγ^s
1 0,9848 0,866 0,6428 0,8312 478,77
3 -0,866 0 0,866 0 0

Inducción máxima del estator para los armónicos 1 y 3, y la incidencia del tercer armónico ???
B_fmaxν^s=μ_0/g 4/π (N_efν^s)/p i_f/ν ; B_fmax1^s=(4.π.〖10〗^(-4))/(0,5 .〖10〗^(-3) ) 4/π 478,77/2 0,9/1=0,68943 T.
B_fmax3^s=0→ (B_fmax3^s)/(B_fmax1^s )=0 - es la incidencia del tercer armónico.
Esquema del devanado rotórico por grupos y desarrollado.
Devanado imbricado de doble capa 3φ en conexión estrella- Z2 = 24=24 bob. ; y = 1-11 ; p=2
Bobinas por grupo q=Z_2/(m .p)=24/(3 .2)=4 ; paso polar τ=Z_2/p=24/2=12 ran.=paso de grupo
Paso de fase y_f=Z_2/(m .p/2)=24/(3 .2/2)=8ran.

Calcular el número de espiras efectivas por fase del rotor, para el armónico fundamental N_ef1^r= ???
Datos: Z2=24; p=2; m=3; y=1-11=10 ranuras ; Nr b = 8 esp./bob
N_efν^r=N_fase^r .K_devν^r=N_fase^r .K_dν^r.K_pν^r ; N_fase^r=p.q.N_b^r ; K_dν^r=sin⁡〖(ν.q γ^,/2)〗/(q.sin⁡〖(ν.γ^,/2)〗 )
K_pν^r=sin⁡〖(ν y^,/2〗)=sin⁡〖(ν.y γ^,/2〗) ; q=Z_2/(m.p) ; γ^,=p/2 (360°)/Z_2...