ES2238161B1 - Bobinado de dos polos para estator de dieciseis ranuras. - Google Patents
Bobinado de dos polos para estator de dieciseis ranuras.Info
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Abstract
Bobinado de dos polos para estator de dieciséis ranuras para la fabricación de máquinas tanto monofásicas como bifásicas de dos polos que realizado sobre un estator de dieciséis ranuras, que tiene dos polos, con un total de 8 bobinas, cuatro para trabajo y cuatro bobinas para arranque, hay un total de cuatro grupos de bobinas, siendo el número de ranuras por polo y fase de ocho, y en donde el paso de todas las bobinas es de 1/6 quedando imbricadas entre sí las bobinas tanto las bobinas de arranque como de trabajo, todo ello de forma que la altura de la cabeza del bobinado entre dos ranuras consecutivas no precisa más superficie que la equivalente a tres ranuras, por lo que es posible el bobinado de forma automática y no manual, siendo dicho bobinado seguro, eficaz consiguiendo con el presente bobinado una mejora en el rendimiento máximo gracias una nueva distribución de armónicos.
Description
Bobinado de dos polos para estator de dieciséis
ranuras.
Es objeto de la presente invención un bobinado de
dos polos para estator de dieciséis ranuras para la fabricación de
máquinas tanto monofásicas como bifásicas de dos polos.
Caracteriza a la presente invención la especial
configuración del bobinado es decir la distribución de las bobinas
en las ranuras del estator de acuerdo a un paso prefijado con el
objetivo de conseguir una disminución de la cabeza de la bobina lo
que permite realizar el bobinado de forma automática.
Por otro lado y como consecuencia del bobinado
objeto de la invención se consigue una mejora en el rendimiento de
la máquina, debido a una diferente distribución del valor de los
armónicos.
Por lo tanto, la presente invención, se
circunscribe dentro del ámbito de las máquinas eléctricas y de
forma más concreta dentro del ámbito de bobinados para máquinas
monofásicas como bifásicas de dos polos.
En los motores bifásicos los dos bobinados
correspondientes a las dos fases están separados físicamente entre
sí 90º. Por otro lado las dos fases están desfasadas 90º eléctricos
para permitir un comportamiento óptimo.
Tanto en los motores monofásicos de fase partida
como en los motores monofásicos de condensador permanente se
precisa de un bobinado auxiliar además del bobinado principal. Este
bobinado auxiliar debe estar dispuesto a 901 en el espacio y,
mediante el desfase eléctrico introducido por el condensador en la
fase auxiliar, permite el arranque del motor.
Los bobinados de estos motores pueden ser
concéntricos o imbricados, siendo utilizados respectivamente para
motores de pequeña potencia y de potencia media y alta. Hasta el
momento el tipo de bobinado empleado para motores de este tipo con
estator de 16 ranuras es el siguiente:
- Ranuras = 16
- Polos = 2
- Nº de bobinas en total = 8
- Grupo de bobinas = 4
- Ranuras por polo y fase = 4
- Bobinas por polo y fase = 2
Por lo tanto cada grupo está formado por 2
bobinas, una de paso 1/8 y otra concéntrica de paso 1/6.
Este bobinado puede observarse en la figura
2.
Este tipo de bobinado presenta como desventaja
más importante el hecho de la altura de la cabeza del bobinado,
tal y como se observa en la figura 2, entre algunas de las ranuras
la cantidad de bobinas que debe alojar la cabeza de bobinado es
cuatro (por ejemplo entre las ranuras 6 y 7), por lo que debido a
la altura excesiva que pueden alcanzar la cabeza del bobinado, es
necesario realizar el bobinado a mano, no siendo posible su
bobinado de forma automática, debiendo ajustar la altura de las
cabezas del bobinado de forma manual.
También se han desarrollado y se emplean otros
bobinados posteriores que cuentan con un mayor número de bobinas
concéntricas, configuración que permite mejorar el factor de forma
del flujo magnético, compartiendo algunas de las ranuras las
bobinas de trabajo y de arranque.
Las configuraciones posibles que se han
desarrollado y que se observan en las figuras 4 y 5, que
posteriormente entraremos a describir en detalle son:
- -
- El bobinado de trabajo es concéntrico con pasos de 1/8, 1/6 y 1/4 mientras que el bobinado de arranque cuenta con pasos de 1/8 y 1/6, compartiendo ranura la bobina de trabajo de paso 1/4 con la bobina de arranque de paso 1/6.
- -
- El bobinado de trabajo es concéntrico con pasos de 1/8, 1/6 y 1/4 mientras que el bobinado de arranque está dispuesto de forma concéntrica con pasos de 1/8, 1/6 y 1/4 compartiendo ranuras la bobina de trabajo de paso 1/6 con la bobina de arranque de paso 1/4 así como la bobina de trabajo de paso 1/4 con la bobina de arranque de paso 1/6.
En los dos casos anteriores el resultado es el
mismo, al final la altura de la cabeza del bobinado que se obtiene
entre dos ranuras consecutivas es muy grande y como dicho espacio
está limitado por el área comprendida por el diámetro interior, el
exterior y la altura de la cabeza del bobinado, así como por las
distancias que se deben guardar entre las partes activas del
bobinado y las no activas del motor. Por todo ello no es posible
realizar el bobinado de forma automática debiendo ser realizado de
forma automática.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es el de desarrollar un nuevo bobinado para estator de
dieciséis ranuras que supere los anteriores inconvenientes, es
decir que la altura de la cabeza de bobinado que se alcance entre
ranuras no sea excesiva, de modo que no obligue a un bobinado
manual del conjunto ya que se tienen que respetar las distancias
entre las partes activas del bobinado y las partes no activas del
motor, pudiendo realizarse el bobinado de forma automática. Por
otro lado con el bobinado objeto de la invención se pretende
mejorar el rendimiento final del motor.
El objeto de la presente invención de bobinado de
dos polos para estator de dieciséis ranuras, consiste en una nueva
distribución del bobinado de trabajo así como de bobinado de
arranque, tanto para máquinas monofásicas como bifásicas de dos
polos con estator de dieciséis ranuras, de forma tal que la altura
de la cabeza del bobinado entre dos ranuras consecutivas no supere
el espacio de tres ranuras.
Para ello las fases de trabajo tienen un paso de
1/6 y 1/6, mientras que las fases de arranque tienen un paso de
1/6 y 1/6, caracterizándose estos bobinados por tener:
- Ranuras = 16
- Polos = 2
- Nº de bobinas en total = 8
- Paso de ranura de la bobina exterior = 1/6
- Grupos de bobinas = 4
- Ranuras por polo y fase = 4
Por lo que las bobinas por polo y
fase son dos, con lo que cada grupo está formado por dos bobinas,
una de paso 1/6 y otra imbricada de paso
1/6.
Este bobinado se puede realizar tanto a mano como
a máquina, la cabeza del bobinado depende de la distancia de
seguridad que deben guardar las partes activas del bobinado y las
no activas del motor, marcando un área definida por el diámetro
interior, el exterior y la altura, debiendo caber un área igual al
de tres ranuras como máximo. De esta forma la altura de la cabeza
del bobinado es un 75% de la altura respecto de los bobinados que
se están realizando actualmente, altura que es suficiente para
bobinar dentro de los límites prefijados, con calidad, sin riesgo
de rotura de hilos de cobre y de forma automática.
Otro efecto que produce este bobinado es una
nueva distribución de los armónicos generados, consiguiendo una
reducción muy significativa en el tercer armónico, no así en los
armónicos 5, 7 y 9, pero sin embargo se consigue un aumento
significativo del rendimiento máximo en un 4%.
Para complementar la descripción que seguidamente
se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva,
de un juego de planos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no
limitativa, se representan los detalles más significativos de la
invención.
La figura 1, muestra una representación de un
estator de dieciséis ranuras.
La figura 2, muestra una representación del
bobinado concéntrico actualmente utilizado.
La figura 3, muestra un motor parcialmente
seccionado donde se observa el área para alojar la cabeza del
bobinado.
Las figuras 4 y 5, muestran otro tipo de bobinado
que mejora el factor de forma del flujo magnético.
La figura 6, muestra el bobinado objeto de la
invención.
A la vista de las figuras se describe
seguidamente un modo de realización preferente de la invención
propuesta.
En la figura 1, observamos un estator de
dieciséis ranuras (1) empleado en la realización de máquinas tanto
monofásicas como bifásicas de dos polos, siendo el objeto de la
presente invención el bobinado, es decir la forma en la que se
disponen las bobinas tanto de trabajo como de arranque sobre dichas
ranuras.
En la figura 2, como ya se ha comentado
anteriormente se observa uno de los bobinados empleados actualmente
donde:
- -
- T1,2IN representa la entrada del bobinado de trabajo
- -
- T1, 2OUT representa la salida o final del bobinado de trabajo
- -
- ARRIN, representa la entrada del bobinado de arranque.
- -
- ARROUT, representa la salida o final del bobinado de salida.
En dichos bobinados se observa que es un bobinado
concéntrico que cuenta con cuatro grupos de bobinas (dos grupos de
bobinas de trabajo (2) y (3) y dos grupos de bobinas para el
arranque (4) y (5)), el número de ranuras por polo y fase es de
cuatro, mientras que el número de bobinas por polo y fase es de
dos, por lo que cada grupo de bobinas está formado por una bobina
con paso 1/8 y otra bobina concéntrica de paso 1/6.
En concreto en dicha figura 2 observamos que las
bobinas (2) y (3) son las bobinas de trabajo de paso 1/8 y 1/6
respectivamente, mientras que las bobinas (4) y (5) son bobinas de
arranque también de paso 1/8 y un 1/6 respectivamente.
El problema fundamental que presenta este tipo de
bobinados y otros como los de las figuras 4 y 5, es la excesiva
altura de la cabeza del bobinado, ya que el área ocupado por la
cabeza del bobinado está limitado por los límites de seguridad que
deben existir entre las partes activas del bobinado y las partes no
activas del motor, definiéndose un área delimitada por un diámetro
interior, otro exterior y una altura debiendo acoger en dicho área
el área equivalente al de cuatro ranuras al menos, por lo que el
bobinado para que no alcance una altura excesiva y sobrepase los
límites permitidos debe de realizarse a mano. En concreto en la
figura 3, se observa el área (6) para alojar la cabeza del
bobinado, y como ya se ha mencionado antes, está delimitada por el
diámetro interior, por el diámetro exterior y por la altura de la
cabeza.
En las figuras 4 y 5 se observan dos bobinados
concéntricos, donde en la figura 4, el bobinado de trabajo cuenta
con tres bobinas (7), (8) y (9) de pasos 1/8, 1/6 y 1/4
respectivamente, mientras que el bobinado de arranque cuenta con
dos bobinas (10) y (11) de pasos 1/8 y 1/6 respectivamente,
compartiendo las mismas ranuras las bobinas de paso de 1/4 de del
bobinado de trabajo y la de paso de un 1/6 de la bobina de
arranque.
Por otro lado en la figura 5, se observa otro
bobinado igual al anterior pero que el bobinado de arranque cuenta
con otra bobina (12) adicional de paso 1/4, donde ahora se
comparten la misma ranura, la bobina de trabajo de paso 1/4 con la
bobina de arranque de paso 1/6, así como la bobina de trabajo de
paso 1/6 con la bobina de arranque de paso 1/4, también comparten
la misma ranura.
En la figura 6 se muestran las características
del bobinado objeto de la invención que se caracteriza por
tener:
- Ranuras = 16
- Polos = 2
- Nº de bobinas en total = 8
- Paso de ranura de la bobina exterior = 1/6
- Grupos de bobinas = 4
- Ranuras por polo y fase = 4
- Bobinas por polo y fase = 2
Cada grupo de bobinas esta formada
por dos bobinas ambas de paso 1/6 estando una imbricada con
respecto a la
otra.
En esta figura 6 se puede observar que en el
espacio comprendido entre dos ranuras consecutivas necesario dejar
para la altura de cabeza del bobinado no debe superar al espacio de
tres ranuras, por lo que puede ser bobinado de forma automática, no
siendo necesario el bobinado manual, consiguiendo dejar la cabeza
del bobinado dentro de los límites que marcan la distancia que debe
existir entre las partes activas del bobinado y las partes no
activas del motor, definiendo un área delimitada por el diámetro
interior, el diámetro exterior y la altura.
Por lo tanto con el presente bobinado se consigue
reducir la altura de la cabeza del bobinado en un 3/4 partes
siendo la altura un 75% de la altura de cabeza del bobinado de los
anteriores bobinados.
Otro efecto positivo de este bobinado es una
nueva distribución de los armónicos generados, provocando un
aumento del rendimiento un 4%, en concreto la distribución de
armónicos sería la siguiente:
Gracias a este nuevo bobinado es posible realizar
el mismo de forma automática, con una altura de cabeza del
bobinado dentro de los limites razonables, con calidad suficiente,
donde el riesgo de rotura de hilos es menor debido a que el
bobinado está menos forzado.
No altera la esencialidad de esta invención
variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los
elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando
ésta para su reproducción por un experto.
Claims (3)
1. Bobinado de dos polos para estator de
dieciséis ranuras para la fabricación de máquinas tanto monofásicas
como bifásicas de dos polos caracterizado porque sobre un
estator de dieciséis ranuras, con dos polos, con un total de 8
bobinas, cuatro para trabajo y cuatro bobinas para arranque, hay un
total de cuatro grupos de bobinas, siendo el número de ranuras por
polo y fase de cuatro, y en donde el paso de todas las bobinas es
de 1/6 quedando imbricadas entre sí las bobinas tanto las bobinas
de arranque como de trabajo, todo ello de forma que la altura de la
cabeza del bobinado entre dos ranuras consecutivas no precisa más
superficie que la equivalente a tres ranuras, consiguiendo con el
presente bobinado una mejora en el rendimiento máximo gracias una
nueva distribución de armónicos.
2. Bobinado de dos polos para estator de
dieciséis ranuras para la fabricación de máquinas tanto monofásicas
como bifásicas de dos polos, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la nueva distribución de armónicos es
la siguiente:
3. Bobinado de dos polos para estator de
dieciséis ranuras para la fabricación de máquinas tanto monofásicas
como bifásicas de dos polos, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la altura de la cabeza del bobinado se
dispone dentro de las distancias de seguridad que se deben guardar
entre las partes activas del bobinado y las no activas del motor
definiendo un área comprendida entre el diámetro exterior máximo,
el interior mínimo y la altura.
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|---|---|---|---|
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2003
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