Contenido de armónicos de la distribución espacial de la capa de corriente producida por un devanado monofásico.

   

    Javier Martínez Román



Introducción:
La capa de corriente de un devanado de máquina rotativa determina sus efectos magnéticos y representa el punto de partida para el análisis del comportamiento de la máquina. Su distribución debe depender de la corriente por la fase (ie), del número de espiras por bobina (Ne), del número de bobinas que forman la fase (q) y del diámetro del entrehierro (D). Aunque en máquinas rotativas de corriente alterna su componente espacial fundamental determina en gran medida el funcionamiento de la máquina en régimen permanente, es necesario conocer la importancia relativa de los armónicos espaciales (su amplitud comparada con la del fundamental) y cómo varía con la constitución del devanado con dos Objetivos fundamentales: evaluar el impacto de los armónicos en el funcionamiento de la máquina y conocer las opciones de diseño que nos permiten ajustar dicha importancia relativa.

Objetivos:
Con este laboratorio virtual debes describir la relación entre nº de bobinas en serie (en bobinas contiguas) que tiene el devanado, Nº de espiras por bobina, corriente de fase y diámetro del rotor y la amplitud de los diferentes armónicos espaciales de la capa de corriente que el devanado produce en el entrehierro de la máquina. Se considera una máquina bipolar de 18 ranuras y con una abertura de ranura del 50% del paso de ranura.

Instrucciones:
La gráfica representa las amplitudes de los tres primeros armónicos espaciales (3º, 5º y 7º) junto con la de la componente fundamental espacial de la capa de corriente que produce en el entrehierro de la máquina un devanado formado por q bobinas contiguas de N espiras recorridas por una corriente I en función de la posición angular para una máquina con un entrehierro D y 18 ranuras.
. Para un número concreto de bobinas en serie (q) debes reconocer como cambia la importancia relativa de los armónicos de capa de corriente al variar el número de espiras por bobina (Ne), la corriente (ie) o el diámetro de la máquina (D). Es interesante que compares que sucede al aumentar un 10% el nº de espiras o la corriente o al disminuir un 10% el diámetro.
. Para valores concretos de Ne, ie y D debes reconocer como cambia la importancia relativa de los armónicos de capa de corriente al variar el nº de bobinas en serie (q). Es importante que detectes, por ejemplo, si hay algún nº de bobinas en serie que anule la amplitud de alguno de los armónicos.
. Como resultado de las comparaciones anteriores debes ser capaz de describir qué parámetros constructivos del devanado afectan a la importancia relativa de los armónicos de capa de corriente.

                    

q


Ne


i_e (A)


D (mm)



 
 

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