Introducción a bobinados CC y su importancia.; Componentes clave del inducido.; Principios y desafíos de la conmutación.; Definición y cálculo de pasos de bobinado.; Bobinados imbricados: características y usos.

Bobinados CC: Esenciales

Ciencias

Bobinados CC: Esenciales

Explorando la ingeniería detrás de máquinas eléctricas rotativas.

Índice

• Introducción a bobinados CC y su importancia.

• Componentes clave del inducido.

• Principios y desafíos de la conmutación.

• Definición y cálculo de pasos de bobinado.

• Bobinados imbricados: características y usos.

Bobinados CC: Introducción

Los bobinados de corriente continua (CC) constituyen el elemento central en máquinas eléctricas rotativas, como los motores que impulsan vehículos eléctricos o los generadores que producen electricidad. Son esenciales para la conversión bidireccional de energía: de eléctrica a mecánica y viceversa. Su configuración determina directamente la eficiencia y el comportamiento operativo de estas máquinas.

Bobinados de CC: corazón de máquinas eléctricas rotativas.

Rol Energético Esencial

Los bobinados del inducido son cruciales para la generación de fuerza electromotriz (FEM) en máquinas de CC. Permiten la transformación bidireccional de energía, convirtiendo energía mecánica en eléctrica en generadores, como los de la Represa de El Bala, y viceversa en motores. Esta dualidad es fundamental para el funcionamiento de equipos industriales.

Bobinados del inducido: clave para la FEM en máquinas de CC.

Bobina de cobre genera campo magnético.

Componentes del Inducido

• Núcleo laminado: Reduce pérdidas por corrientes de Foucault.

• Ranuras: Alojan y fijan las bobinas de cobre.

• Bobinas de cobre: Generan fuerza electromotriz (FEM) inducida.

• Colector de delgas: Permite la conmutación de la corriente.

Principio de Conmutación

El principio de conmutación invierte la corriente en las bobinas del inducido para un par motor constante o voltaje uniforme. Esto es crucial en máquinas de CC, como los generadores hidroeléctricos de Corani, Bolivia. El conmutador y las escobillas aseguran esta inversión precisa y continua.

Inducción electromagnética: corriente y campos magnéticos en acción.

Esferas generan chispas eléctricas, ilustrando la electrificación.

El Conmutador y Escobillas

• Conmutador: Delgas de cobre aisladas, giran con el inducido.

• Escobillas: Bloques de carbón-grafito, contacto deslizante fijo.

• Interacción: Establecen contacto eléctrico entre parte fija y móvil.

• Función: Dirigen corriente externa al bobinado rotatorio.

Chispas y Pérdidas

Las chispas en el conmutador de una máquina de corriente continua, como las que se observan en motores industriales de la COMIBOL, surgen principalmente por la reactancia de autoinducción de las bobinas al intentar invertir la corriente rápidamente. La resistencia de contacto variable entre las escobillas y las delgas también contribuye, generando microarcos al interrumpir el circuito. Estas descargas eléctricas provocan un desgaste prematuro, ruido audible y pérdidas energéticas significativas que reducen la eficiencia de la máquina.

Conceptos Clave Bobinado

• Espira: Un solo conductor activo del bobinado.

• Bobina: Conjunto de espiras conectadas para inducir tensión.

• Ranura: Hendidura en el núcleo donde se alojan las bobinas.

• Delga: Segmento conductor del colector, conecta bobinas.

Paso de Bobina (Yc)

El Paso de Bobina (Yc) se define como la distancia angular entre los dos lados activos de una bobina, medida en número de ranuras del inducido. Este paso es fundamental porque determina la amplitud de la bobina y su capacidad para abarcar el campo magnético de los polos, optimizando la generación de fuerza electromotriz. Por ejemplo, en un motor de corriente continua utilizado en la industria manufacturera boliviana, un Yc incorrecto resultaría en una operación ineficiente y mayor chispeo en el colector, reduciendo la vida útil del equipo.

Representación de bobina y su campo magnético.

Bobinados CC: Esenciales

Introducción a bobinados CC y su importancia.; Componentes clave del inducido.; Principios y desafíos de la conmutación.; Definición y cálculo de pasos de bobinado.; Bobinados imbricados: características y usos.

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