Conceptos GeneralesBobina: Recibe el nombre de bobina cada uno de los conjuntos compactos de espiras que unidos entre si forman el bobinado inducido de la máquina. Van alojadas en las ranuras de las armaduras. Están compuestas de lados activos y cabezas.

Disposición de una bobina

 

Número de polos de las máquinas rotativas: En todo circuito magnético se distinguen “polos Norte”, zonas donde salen las líneas de fuerza del flujo, y “polos Sur”, zonas por donde entran estas líneas de fuerza del flujo.

El número total de polos de una máquina se designa por “2p”, por lo que “p” es el número de pares de polos.

Nº total de polos = 2p Nº de pares de polos = p

 

Paso polar: Es la distancia que existe entre los ejes de dos polos consecutivos, tomada sobre arco de circunferencia de entrehierro o en número de ranuras.

Determinación del paso polar

 

Designando por “D” al diámetro de dicha circunferencia y siendo “2p” el número de polos de la máquina, el valor del paso polar en centímetros, valdrá:

Para este estudio es mucho más interesante conocer el paso polar expresado en nº de ranuras. Para determinarlo expresemos por “K” el número total de ranuras de la armadura, con lo que el paso polar valdrá:

Este valor puede ser número entero de ranuras o un número fraccionario.

 

Paso de ranura: Se representa por “Yk”, y es el número de ranuras que es preciso saltar para ir desde un lado activo de una bobina hasta el otro lado activo. Este paso tiene que ser

forzosamente entero. A veces es designado como “ancho de bobina”. En la figura este paso es de 8 ranuras.

Paso de ranura o ancho de bobina

 

Su valor es aproximadamente igual al paso polar y debe ser forzosamente un número entero.

 

Paso diametral: Se dice que el paso de ranura es diametral, cuando su valor es exactamente igual al paso polar.

Paso diametral

 

Paso acortado: Cuando el paso de ranura es menor que el paso polar.

 

Paso alargado: Cuando el paso de ranura tiene un valor superior al paso polar.

 

Razones para tomar un paso acortado o alargado:

1. Cuando el paso polar resulta de un valor fraccionario, es imposible tomarlo como paso de de ranura, ya que éste debe ser exactamente entero. Así pues, la exigencia física del paso de ranura obliga a tomar un valor diferente al paso polar, sea acortado o alargado.

2. A veces se acorta el paso, por exigirlo el cálculo de la máquina, para disminuir el estorbo entre las cabezas de bobinas o por otras razones de funcionamiento.

En los bobinados de corriente continua no es conveniente acortar o alargar el paso de ranura por razones derivadas de la buena marcha de la conmutación, sobre la cual influye desfavorablemente cualquier acortamiento o alargamiento del paso. Estos efectos perjudiciales son aún más sensibles en las máquinas provistas de polos auxiliares o de conmutación.

Por consiguiente, podemos enunciar las dos reglas siguientes, que deben ser estrictamente cumplidas:

Máquinas con polos auxiliares.- Solamente se podrá acortar o alargar el paso de ranura en los casos en que el paso polar tenga un valor fraccionario. El acortamiento o alargamiento será menor que una ranura, justamente la fracción necesaria para que el ancho de bobina tenga un valor entero exacto.

Máquinas sin polos auxiliares.- En los bobinados de esta máquinas, se consiente un acortamiento algo mayor, por lo que además de la fracción indicada en la regla 1ª, podrá acortarse hasta una ranura mas.

Bobinados

http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Bobinados.htm

Definición: Recibe el nombre de bobinado el conjunto formado por las bobinas, comprendiendo en esta expresión tanto los lados activos que están colocados en el interior de las ranuras y las cabezas que sirven para unir los lados activos, como los hilos de conexión que unen las bobinas entre sí como los que unen estas bobinas con el colector o con la placa de bornas.

 

Bobinado en anillo y en tambor: La fuerza electromotriz generada en el bobinado inducido depende sólo del número de hilos activos, o sea, los exteriores paralelos al eje de rotación.

Puede hacerse una primera clasificación de los bobinados según la manera de unir entre sí los hilos activos:

Bobinado en anillo.- Es aquel en el cual las espiras son arrolladas sobre el anillo que constituye la armadura del inducido. Las bobinas solo poseen un lado activo, que es el que se encuentra en el lado exterior y es paralelo al eje de rotación, ya que únicamente éste corta líneas de fuerza al girar la armadura.

Bobinado en anillo

 

Bobinado en tambor.- Es aquel en el que los dos lados activos de cada bobina están colocados en la superficie exterior de la armadura. De esta forma, cada espira dispone de dos conductores activos.

Bobinado en tambor

 

Actualmente, los bobinados en anillo están totalmente abandonados, siendo los únicos empleados los bobinados en tambor por poseer las siguientes ventajas:

Conducen a una mayor economía de cobre, derivada del hecho de que los bobinados en tambor disponen de dos conductores activos por espira contra uno solo en los bobinados en anillo. La me3nor cantidad de cobre trae como consecuencia que los bobinados en tambor tengan menos resistencia y, por consiguiente, menos pérdidas eléctricas y menor calentamiento, así como mejor rendimiento.

Las bobinas del bobinado en tambor pueden ser preparadas previamente sobre un molde adecuado, dándoles la forma conveniente, incluso haciendo uso de máquinas automáticas.

El proceso de fabricación, representa una importante reducción de la mano de obra a emplear con el consiguiente abaratamiento del proceso.

 

Bobinados de una y dos capas por ranura.- Los bobinados en tambor pueden ser de una y dos capas por ranura, según que en una misma ranura haya uno o dos lados activos de bobinas distintas.

Ranuras de armaduraa) Ocupada por un solo lado activo. Bobinado de una capa.b) Ocupada por dos lados activos. Bobinado de dos capas.

 

Cuando el bobinado es de dos capas, la capa que está en el fondo de la ranura se llama capa inferior, baja o interior y la que se encuentra junto al entrehierro es llamada capa superior, alta o exterior.

Los bobinados de máquinas de corriente continua se construyen modernamente en dos capas, mientras que los de corriente alterna son ejecutados tanto en una como en dos capas.

 

Bobinados abiertos y cerrados: Otra clasificación de los bobinados resulta de dividirlos en abiertos y cerrados.

Bobinados abiertos: Son aquellos en los cuales el conjunto de las bobinas presenta dos o más extremos libres que se llevan a la placa de bornas o al colector de anillos. Es el bobinado típico de las máquinas de corriente alterna, en las que existe una o más fases, cada una de las cuales tienen un principio y un final libres.

Bobinados cerrados: Son aquellos en los cuales el conjunto de las bobinas forman uno o más circuitos cerrados. Es el bobinado típico de las máquinas de corriente continua, en las que para su funcionamiento, se precisa colocar un colector de delgas sobre las que frotan las escobillas y entre las cuales debe existir siempre continuidad en el bobinado.

 

Representación gráfica de los bobinados: Para el estudio y cálculo de los bobinados de máquinas eléctricas es preciso representarlos gráficamente. Para tal fin se emplean los esquemas rectangular y circular. También se utiliza el esquema simplificado.

Representación rectangular: Para ejecutar gráficamente el esquema rectangular de un bobinado de maquina de corriente continua, debe imaginarse que el colector aumenta de diámetro hasta hacerse igual al del paquete chapas del inducido. Igualmente que las cabezas de bobinas del lado contrario al colector se abren en abanico, con lo que el colector, el paquete y las cabezas de las bobinas forman una sola superficie cilíndrica. Luego daremos un corte imaginario a este cilindro, según una de sus generatrices, y abriendo la superficie lateral de ese cilindro lo desarrollaremos sobre el plano.

Representación rectangular

 

Representación circular: Para ejecutar gráficamente el esquema circular de un bobinado de c. c., admitiremos que lo vemos desde el lados del colector y supondremos que las generatrices del cilindro que forma el paquete de chapas y, con ellas, los conductores, se abren hasta colocarse en el mismo plano que la cara anterior del colector. Finalmente, para poder representar las cabezas del lado contrario al colector, haremos la simple unión de los lados activos correspondientes.

Representación circular

 

Representación simplificada: Normalmente, en los talleres de bobinado no es necesario disponer del esquema competo, sino que es suficiente conocer los datos y condiciones del bobinado y un esquema simplificado de su ejecución.

Representación simplificada

 

Generadores de c. c.: Se denominan “dinamos” y son máquinas que transforman la energía mecánica (que recibe por su eje) en energía eléctrica (que suministra por sus bornas), teniendo en cuenta que esta energía eléctrica debe manifestarse en forma de corriente continua.

Principio de funcionamiento de las dinamos

 

Colector de delgas: Anteriormente se dijo que los bobinados de c. c. son todos cerrados, es decir, que no presentan ningún extremo libre por el que se le pueda suministrar corriente (caso de los motores), o por el que se pueda alimentar uno o varios receptores (caso de las dinamos). Por ello van provistas las máquinas de c. c. de un colector de delgas, que esta constituido por un número determinado de láminas de cobre llamadas delgas, las cuales quedan aisladas entre sí mediante láminas de micanita. Sobre estas delgas frotan las escobillas que hacen la función de extremos libres del bobinado, y a su vez van conmutando los distintos circuitos del bobinado.

Al mismo tiempo el colector permite rectificar las tensiones alternas que se generan en los conductores del inducido de tal forma que merced a la presencia del mismo se obtiene una tensión continua.

Colector de delgas

 

Número de polos de las dinamos: Las máquinas grandes exigen para su funcionamiento un flujo magnético de considerable valor. Si dichas máquinas fueran bipolares, la culata, polos y demás partes del conjunto magnético tendrían que ser de secciones excesivamente grandes para que la inducción se mantuviera dentro de límites aceptables, lo que daría, como consecuencia, máquinas pesadas y caras.

Se evita este inconveniente construyendo máquinas con más de dos polos, con el fin de que el flujo total de la máquina se subdivida en varios flujos parciales.

Circuito magnético de las dinamos

a) Bipolar, b) tetrapolar

 

Número de líneas de escobillas: La f.e.m. inducida en cada conductor del inducido cambia de sentido cuando éste pasa por la línea neutra.

Ahora bien, en una máquina multipolar habrá tantas líneas neutras como polos, ya que entre cada dos polos existirá una zona en la que se compensen las acciones de ambos polos.

Según lo dicho en los dos párrafos anteriores, las escobillas deben ser colocadas sobre delgas conectadas con conductores situados sobre una línea neutra, luego podremos colocar tantas líneas de escobillas como número de polos tiene la máquina. Como estas líneas de escobillas deben ser equidistantes, ya que también lo están las líneas neutras, se deduce que el ángulo geométrico de separación entre líneas de escobillas "esc" debe ser igual a

Por otra parte, en los dibujos de esquemas se suelen representar las líneas de escobillas, por lo que conviene calcular su distancia en delgas.

Siendo “D” el número total de delgas del colector, la distancia en delgas entre dos líneas de escobillas consecutivas o “paso de escobillas (Yesc)”, será igual a

 

Circuitos eléctricos: Los dos circuitos eléctricos de una dinamo se conocen con los nombres de inducido e inductor.

Circuito inducido: Está constituido por el conjunto de bobinas colocadas en las ranuras de la armadura del rotor.

Circuito inductor: Está constituido por las bobinas que rodean a los núcleos de los polos. Se distinguen los circuitos inductores principal y auxiliar, según los polos sobre los que van colocados.

 

Condiciones de los bobinados inducidos de c. c.: Los bobinados modernos de máquinas de c. c. son todos de tambor y en dos capas por ranura. Las condiciones generales que deben cumplir son las siguientes:

Deben ser cerrados. Como quiera que las escobillas se apoyan sucesivamente sobre delgas diferentes, es necesario que el bobinado sea cerrado, para que siempre exista continuidad.

Las f.e.ms. totales generadas en los distintos circuitos paralelos deben ser iguales. Las resistencias interiores de los distintos circuitos paralelos deben ser iguales.

Para que se cumplan exactamente las condiciones 2ª y 3ª, es preciso que dichas ramas dispongan de igual número de espiras y que éstas tengan igual longitud de conductor.

Para que así sea, es preciso:

Que todas las ramas en paralelo tengan el mismo número de lados activos de bobinas.

Que todas las bobinas tengan el mismo número de secciones inducidas. Que todas las secciones inducidas tengan el mismo número de espiras. Que todas las bobinas sean ejecutadas sobre el mismo modelo de molde.

 

Secciones inducidas: Recibe este nombre el conjunto de espiras comprendidas entre dos delgas del colector que se encuentran sucesivamente recorriendo el bobinado.

La sección inducida puede estar formada por una sola espira o de varias en serie, pero únicamente dispone de dos extremos libres los cuales se conectan a las dos delgas, entre las cuales está comprendida.

En los bobinados de tambor, cada sección inducida comprende dos haces activos; uno, colocado en la capa superior de una ranura, y el otro, situado en la capa inferior de la otra ranura que le corresponde.

Bobinas de inducido de c. c. y su disposición en las ranurasa) Con una sección inducida, b) con dos secciones inducidas, c) con tres secciones inducidas

 

Número de secciones inducidas: En un bobinado de dos capas por ranura, el número de bobinas “B” es igual al número de ranuras “K”.

Designando por “U” al número de secciones inducidas que constituye una bobina, el número total de secciones inducidas “S” del bobinado será igual al producto del número de bobinas por el de secciones inducidas de cada bobina.

Por otra parte, el número de delgas del colector debe ser igual al número total de secciones inducidas.

 

Numeración de ranuras y de secciones inducidas: Podemos establecer dos reglas:

Para numerar las ranuras de la armadura se da a una cualquiera de ellas el número 1 y a las siguientes los números sucesivos, hasta recorrer la periferia completa de la armadura.

Para numerar las secciones inducidas, se empieza por dar el número 1 a la que está situada más a la izquierda en la ranura 1, luego se van dando los números sucesivos a las siguientes secciones, siguiendo la periferia de la armadura en el mismo sentido que se siguió al numerar las ranuras.

Numeración de las secciones inducidas

 

OBSERVACIÓN. Si se deseara hacer notar más exactamente un haz activo de la capa inferior, podrá determinarse con el mismo número que tiene el haz activo superior colocado sobre aquél y señalarlo con el apóstrofo ‘. Así están señalados en la fig. los haces activos 1’, 5’ y 9’

 

Ancho de sección: Se le da el nombre a la distancia, medida en secciones inducidas, existente entre los dos haces activos de una misma sección. El ancho de sección tiene que tener, forzosamente, un valor entero y se representa por “Y1”.

Ancho de sección

 

Se calcula el ancho de sección, después de elegido el paso de ranura “Yk”.

Así, siendo “U” el número de secciones inducidas por bobina, resulta que el ancho de sección tendrá por valo

 

Bobinados imbricados y ondulados: En un bobinado de corriente continua, la conexión entre secciones sucesivas puede ser efectuada de dos formas diferentes:

Bobinado imbricado. Después de haber recorrido la sección 1 se retrocede por la parte anterior para buscar el principio de la sección inmediata, es decir la 2. Este tipo de bobinado se distingue porque el bobinado avanza por su cara posterior y retrocede por la anterior.

Bobinado imbricado

 

Bobinado ondulado. Después de haber recorrido la sección 1, se avanza por la cara anterior para buscar el principio de la otra sección inducida que se halle colocada bajo el campo magnético del siguiente polo, aunque con posición similar a la sección 2. Este tipo de bobinado avanza en la periferia del inducido tanto por la cara posterior como por la anterior.

Bobinado ondulado

 

Paso de conexión: Recibe el nombre de paso de conexión la distancia, medida en secciones inducidas, existente entre el haz activo que constituye el final de una sección y el haz activo principio de la siguiente, siguiendo el curso del bobinado. Se designa por “Y2”. Una vez calculado si el signo del resultado es negativo, el bobinado será imbricado, mientras que si es positivo, el bobinado será ondulado.

     si el bobinado es imbricado.

     si el bobinado es ondulado. 

 

Paso resultante: Es la distancia medida en secciones inducidas, existente entre los haces activos superiores o principios de dos secciones consecutivas siguiendo el curso del bobinado. Se designa por “Y”.

     si el bobinado es imbricado.

     si el bobinado es ondulado. 

 

Paso de colector: Recibe el nombre de paso de colector el número de delgas que es necesario saltar para ir desde la delga de partida de una sección hasta la delga de partida de la sección siguiente, recorriendo el bobinado. Se designa por “Ycol”.

El paso de colector tiene el mismo valor que el paso resultante.

Bobinados imbricadosBOBINADOS IMBRICADOS SIMPLES

En estos bobinados, el paso de colector es igual a la diferencia de los pasos parciales.

Se dice que un bobinado imbricado es “simple”, cuando las secciones inducidas, directamente unidas entre sí, son consecutivas sobre la periferia de la armadura. Así el final de la sección 1 queda unido al principio de la sección 2. En consecuencia, el paso de colector en un bobinado imbricado simple es igual a la unidad.

 

Bobinados cruzados y sin cruzar: Los bobinados imbricados pueden ser:

Cruzados. Cuando el paso de conexión tiene un valor mayor que el ancho de sección. En esta clase de bobinado se avanza en el esquema hacia la izquierda. Por eso, a este bobinado se le llama “regresivo”.

Sin cruzar. Cuando el paso de conexión tiene un valor inferior al ancho de sección, por lo que el bobinado avanza en el esquema hacia la derecha. Por eso, también recibe el nombre de “progresivo”.

Bobinado imbricado simplea) Cruzado, b) Sin cruzar

Resumiendo:

Si es progresivo Y2 < Y1 y en consecuencia Ycol  =  +1 Si es regresivo Y2 > Y1 y en consecuencia Ycol  =  -1

Si en la fórmula

sustituimos el paso de colector por su valores posibles +1 y -1, resulta

Fórmula general de los bobinados imbricados simples, en la cual se toma +1 cuando se desee que sea progresivo o sin cruzar y -1 cuando, por el contrario, deseemos un bobinado regresivo o cruzado.

 

Influencia de la forma de bobinado en la polaridad de las escobillas: La forma del bobinado adoptado (cruzado o sin cruzar) no influye el valor de la f.e.m. generada en el mismo y tampoco en las condiciones referentes a la conmutación. La única diferencia resultante, de que el bobinado sea cruzado o sin cruzar, consiste en la inversión de la polaridad de las escobillas si se mantiene igual el sentido de giro del rotor. Por consiguiente, se invierte la corriente en el bobinado y, si no se corrigen las conexiones de las bobinas polares de excitación, podría descebarse la máquina. Por esta razón, al deshacer un bobinado defectuoso, ha de anotarse, entre otros datos, la forma del bobinado, ya que si así no se hiciera quedaríamos expuestos a desagradables consecuencias.

 

Número de ramas en paralelo: El número de ramas en paralelo existentes en un bobinado imbricado simple es igual al número de polos que tiene la máquina. Recorramos el bobinado imbricado de la siguiente figura, si partimos de la escobilla “+”, apoyada sobre la delga 1, y recorremos el conductor, iremos pasando, sucesivamente, por las secciones inducidas 1, 2, 3, 4, 5 e igualmente por las delgas del mismo número. Así llegaremos a la delga 6, sobre la cual está apoyada la línea de escobillas negativa, y habremos recorrido uno de los circuitos paralelos del bobinado. Siguiendo el avance a lo largo del bobinado iremos recorriendo uno a uno todos los circuitos paralelos, cada uno de los cuales estará comprendido entre dos líneas consecutivas.

Así, pues, en los bobinados imbricados simples existen tantas ramas en paralelo como líneas de escobillas o, lo que es igual, tantas como número de polos tiene la máquina:

donde “2a” es el número de ramas en paralelo.

Porción de bobinado imbricado simple

 

Posibilidad de ejecución: Existiendo en los bobinados imbricados varias ramas en paralelo, es preciso que todas ellas se genere la misma f.e.m. y que tengan la misma resistencia interior, ya que de no cumplirse estas condiciones se presentarán corrientes de circulación a lo largo del conjunto del bobinado, corrientes que, sin embargo, no producirán efecto útil en el circuito exterior, sirviendo solamente para reducir el rendimiento de la máquina, aumentar sus pérdidas y el calentamiento.

Teniendo en cuenta que cada bobina tiene dos lados activos, cada uno de ellos situado bajo dos polos consecutivos de sentido contrario, resultará que en el inducido hay un total de lados activos igual al doble del número de ranuras, o sea, 2K. Este número debe ser múltiplo del número de ramas en paralelo para que éstas tengan un mismo número exacto de conductores en serie. Así, pues debe ocurrir

Teniendo en cuenta que, en los bobinados imbricados simples, el número de ramas paralelas es igual al de polos, simplificando se tiene finalmente la expresión

Fórmula que dice que el número de ranuras de una armadura de dinamo provista de bobinado imbricado simple debe ser múltiplo del número de pares de polos.

 

Conexiones equipotenciales: En todo bobinado que contiene ramas en paralelo, las f.e.ms. generadas en las distintas ramas paralelas deben ser exactamente iguales.

Las armaduras, provistas de bobinados imbricados simples, deben disponer de un número de ranuras múltiplo del número de pares de polos, a fin de conseguir la deseada igualdad de f.e.ms. en las distintas ramas paralelas.

No obstante, a pesar de ser cumplida esta condición, se observa en las máquinas provistas de bobinado imbricado, que las f.e.ms. generadas en los diferentes circuitos paralelos son distintas. El motivo de esta anormalidad es que los flujos que recorren los distintos circuitos magnéticos de la máquina son muy diferentes, siendo debido a cualquiera de las causas siguientes:

Diferencias en el entrehierro bajo los distintos polos. Diferencias que pueden ser originadas por ejemplo por un montaje defectuoso.

Diferencias en las reluctancias de los distintos circuitos magnéticos a consecuencia, por ejemplo, de haber empleado materiales de calidades diferentes.

Diferencias en las fuerzas magnetomotrices de las bobinas polares que excitan los distintos circuitos magnéticos. Diferencias que pueden ser debidas, por ejemplo, a que esas bobinas están constituidas por distinto número de espiras (por error de construcción).

En los bobinados imbricados simples, al unir todas las escobillas de una misma polaridad mediante su respectivo puente, se originan corrientes de circulación entre ellas, las cuales no son utilizadas en el circuito exterior cuando existan diferencias en los flujos de los distintos circuitos magnéticos, presentándose corrientes de compensación que atravesarán las superficies de contacto de dichas escobillas junto con la corriente principal de carga.

Así, pues, es imprescindible en los bobinados imbricados colocar dispositivos especiales que impidan que las corrientes de compensación atraviesen las superficies de contacto de las escobillas. Para lograr esto, se disponen unas conexiones de pequeña resistencia, que reciben el nombre de “conexiones equipotenciales”, y cuyo objeto es que, de existir corrientes de compensación, éstas se cierren a través de ellas sin pasar por las escobillas.

 

Paso equipotencial: La bobina equipotencial debe reunir dos puntos situados a una distancia igual a la que corresponde a un par de polos. Así pues, el paso equipotencial, medido en ranuras, será igual a

Fórmula que dice que el paso equipotencial es igual al cociente que resulta de dividir el número de ranuras por el número de polos.

Bobinado imbricado simple de dinamo tetrapolar de K=18 y U=2 con conexiones equipotenciales de 1ª clase

 

Proceso de cálculo de un bobinado imbricado simple: Partiendo de los siguientes datos:

Número de ranuras K. Número de polos 2p. Número de secciones por bobina U. Tipo de bobinado (progresivo (Ycol = +1) o regresivo (Ycol = -1).

el proceso de cálculo es el siguiente:

Posibilidad de ejecución

.

Paso de ranuras.

Número de delgas del colector

.

Ancho de sección.

Paso de conexión.

Paso de escobillas.

Paso equipotencial.

 

 

BOBINADOS IMBRICADOS MÚLTIPLES

Para una maquina de c. c. funcione correctamente, es preciso, entre otros detalles, que la intensidad de corriente por rama del bobinado no exceda de 400 a 500 amperios. Las máquinas de gran potencia con tensiones reducidas y elevada intensidad de corriente (por ejemplo en dinamos de alimentación de baños electrolíticos), obligan a adoptar un bobinado imbricado múltiple si se quiere cumplir esta condición.

En los bobinados imbricados múltiples es necesario dar varias vueltas alrededor de la armadura para terminar de recorrer todas las secciones inducidas. Los bobinados imbricados múltiples reciben un nombre especial, según el número de vueltas que haya que dar para recorrer el bobinado completo, siendo

Dobles si es preciso dar dos vueltas. Triples si hay que dar tres. Etc. ...

Prácticamente, el único bobinado múltiple usado es el doble.

Paso de colector: Para que el bobinado tenga un reparto simétrico, es necesario que en cada una de las vueltas se recorra tan solo la mitad de esas secciones inducidas. Esto se consigue si después de recorrer la sección 1 se pasa a la 3 y del final de ésta al principio de la 5 y así sucesivamente, de forma que vayamos así dejando libres en el recorrido las secciones 2, 4 etc., que serán ocupadas después por un segundo bobinado. Esto puede comprobarse en la siguiente figura, en la que un bobinado ocupa las secciones 1, 3, 5, etc., y el otro las secciones 2, 4, 6, etc.

Por ello, en los bobinados imbricados dobles, el paso resultante es igual a 2 unidades. Y como Y=Ycol, el paso de colector es igual, también, a 2 unidades.

Por otra parte, señalaremos que los bobinados imbricados dobles se hacen siempre progresivos o sin cruzar.

En definitiva, la fórmula del paso de colector Ycol queda como sigue

 

Número de ramas en paralelo: Sabemos que el número de ramas en paralelo de un bobinado imbricado simple es igual al número de polos. Ahora bien, un bobinado imbricado doble está realmente constituido por dos bobinados independientes, cada uno de

ellos imbricado simple, por lo que, en consecuencia, el número de ramas en paralelo de un bobinado imbricado doble será igual a dos veces el número total de polos de las máquinas, es decir

Porción de bobinado imbricado doble

 

Condiciones de los bobinados imbricados dobles: Al estar constituido un bobinado imbricado doble por dos bobinados imbricados simples independientes, cada uno de éstos deberá cumplir con las condiciones que se exigen para ello. Recordemos las siguientes:

El número de ranuras de la armadura debe ser múltiplo del número de pares de polos, es decir, que el cociente de la división del número de ranuras por el número de pares de polos debe ser exacto.

El número de delgas del colector puede ser o no múltiplo del número total de polos de la máquina.

Cada uno de los bobinados sencillos independientes debe de estar provisto de sus correspondientes conexiones equipotenciales de 1ª clase.

 

Conexiones equipotenciales de 2ª clase: Además de las conexiones equipotenciales de 1ª clase que deben unir puntos de igual potencial teórico en uno de los bobinados imbricados independientes, es preciso colocar otras conexiones llamadas de 2ª clase que unan entre sí a los dos bobinados, ligando cada dos secciones inducidas consecutivas. Estas son necesarias para compensar diferencias de f.e.m. entre las ramas paralelas de los bobinados independientes y evitar que atraviesen las escobillas fuertes corrientes de compensación.

La necesidad de colocar estas conexiones equipotenciales de 2ª clase exige que el número de secciones inducidas por bobina sea un número par; así puede haber dos, cuatro, seis, etc., secciones inducidas por bobina. Esta condición tiene por objeto que las dos secciones inducidas conectadas pertenezcan a la misma ranura, ya que en caso contrario se originarán graves inconvenientes en el funcionamiento de la máquina.

Las conexiones equipotenciales de 2ª clase se disponen en las cabezas del lado opuesto al colector.

Conexiones equipotenciales de 2ª clase

 

Proceso de cálculo de los bobinados imbricados múltiples. Partiendo de los siguientes datos:

Número de ranuras K. Número de polos 2p. Número de secciones por bobina U. Tipo de bobinado (B. I. M. D.) (Ycol = +2)

el proceso de cálculo será el siguiente:

Posibilidad de ejecución.

         

Paso de ranuras.

Número de delgas del colector.

Número de ramas en paralelo.

Ancho de sección.

Paso de conexión.

Paso de escobillas.

Paso equipotencial.

Bobinado imbricado doble para dinamo tetrapolar con K=26 y U=2 con conexiones equipotenciales de 2ª clase

Bobinados onduladosBOBINADOS ONDULADOS SIMPLES EN SERIE

En un bobinado ondulado, después de recorrer un número de secciones inducidas igual al número de pares de polos, se completa una vuelta alrededor de la periferia de la armadura.

Se dice que un bobinado ondulado es simple o en serie cuando al completar la primera vuelta alrededor de la periferia del inducido se va a parar a la delga posterior o anterior  a la 1, de la cual se partió. Después de una serie de vueltas alrededor de la armadura se habrán recorrido todas las secciones inducidas y se llegará a la delga 1 cerrándose el bobinado.

En estos bobinados, el paso de colector resulta igual a la suma aritmética de los pasos parciales

Como resulta imprescindible que el paso de colector sea un número entero, el número delgas del colector y el número de pares de polos tienen que se primos entre sí.

Y al existir relación entre el número de delgas y ranuras del inducido por la fórmula

K y U también deben ser primos respecto al número de pares de polos.

Los bobinados ondulados simples no necesitan conexiones equipotenciales.

 

Bobinados ondulados cruzados y sin cruzar. Los bobinados ondulados pueden ser:

Cruzados. Cuando después de haber completado una vuelta alrededor del inducido se pasa a la sección inducida situada inmediatamente después de la primera. Este tipo de bobinado recibe también el nombre de “progresivo”.

Sin cruzar. Cuando después de haber completado una vuelta alrededor del inducido, se pasa a la sección inducida situada inmediatamente antes de la primera. Este tipo de bobinado recibe el nombre de “regresivo”.

La fórmula general de los bobinados ondulados es:

en esta fórmula se tomará "+1" cuando se desee un bobinado  cruzado o progresivo, y "-1" cuando, por el contrario se desee un bobinado no cruzado o regresivo.

Esquemas simplificados de bobinados ondulados simplesa) Cruzado, b) Sin cruzar

 

Número de ramas paralelas. Los bobinados ondulados simples en serie sólo tienen dos ramas simples paralelas que tienen igual número de secciones inducidas, y en consecuencia resultan de igual valor las f.e.ms. generadas en ambas ramas. Esto hace que en los bobinados ondulados simples en serie sean innecesarias las conexiones equipotenciales.

 

Posibilidad de ejecución. Las condiciones que deben cumplir los bobinados ondulados normales son las siguientes:

El número de ranuras "K" debe ser primo con el número de pares de polos "p" de la máquina.

El número de secciones inducidas "U" que forman cada bobina debe ser primo con el número de pares de polos "p" de la máquina.

 

Proceso de cálculo. Partiendo de los siguientes datos:

Nº de ranuras K Nº de polos 2p

Nº de secciones inducidas por bobina U Tipo de bobinado

o Progresivo.

o Regresivo.

el proceso de cálculo es el siguiente:

Posibilidad de ejecución.

Paso de ranuras.

Nº de delgas del colector.

Ancho de sección.

Paso de conexión.

Paso de escobillas.

 

Bobinados ondulados simples con una sección muerta. En muchas ocasiones, especialmente en máquinas pequeñas, no se cumplen las condiciones para que sea factible la ejecución del bobinado, bien porque el número de ranuras o el número de secciones inducidas tienen un divisor común con el número de pares de polos o por las dos cosas a la vez.

En tales casos, se ejecuta un bobinado ondulado anormal empleando un artificio consistente en suprimir una sección inducida y una delga del colector. Para ello, se eliminan los extremos de una de las secciones inducidas de una bobina.

Esta sección eliminada recibe el nombre de "sección muerta". Con esta supresión queda reducido el número de secciones inducidas en una unidad, con lo que el número real de secciones útiles quedará primo con el número de polos y, en consecuencia, puede ser aplicada la fórmula general de los bobinados ondulados:

Se ha de tener en cuenta que en este caso "D" representa al número de delgas o también al número real de secciones inducidas, es decir, es una unidad menor que el que resulta de multiplicar el número de ranuras "K" por el número de secciones por bobina normal "U".

Así pues, su valor será:

Los bobinados provistos de sección muerta son bastante usados, pero no son recomendables, ya que tienen el inconveniente de aumentar en ciertos instantes las dificultades de la conmutación, Por esta razón deben ser evitados siempre que sea posible.

Los bobinados ondulados en serie simple provistos de sección muerta, se numeran normalmente, pero teniendo en cuenta, al llegar a la sección muerta, de saltarla sin numerar.

Numeración de un bobinado provisto de sección muerta

 

Proceso de cálculo. Estos bobinados se diferencian de los normales en lo siguiente:

Posibilidad de ejecución.

Nº de delgas del colector.

 Bibliografía 

Título Autor/es Editorial

Teoría y cálculo de los bobinados eléctricos J. Rapp Vagma

Mantenimiento de máquinas eléctricas

O. Marcos, J. C. Sánchez y V. Trigo Editex