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Factor de paso o factor de amplitud de bobina
El factor de paso o el factor de amplitud de la bobina se define como la relación entre la fem generada en la bobina de paso corto y la fem generada en la bobina de paso completo. Se denota por Kp y su valor siempre es menor que la unidad. Este factor representa básicamente el efecto del devanado de paso corto en la fem generada a través de los terminales de devanado de la máquina eléctrica.
Según la definición, la fórmula para el factor de tono se da a continuación.
Cálculo del factor de paso o factor de amplitud de la bobina
Para calcular el valor del factor de paso, primero que nada necesitamos calcular el valor de la fem generada en la bobina de paso corto y en la bobina de paso completo. Calculemos ahora la fem generada en una bobina de paso corto. La siguiente figura muestra una bobina de paso corto.
Sean E1, E2 y ER la fem inducida en el lado de la bobina que se encuentra debajo del Polo Norte, el Polo Sur y la resultante de la fem generada en ambas longitudes activas de la bobina. Como los dos lados de la bobina están separados en el espacio por un ángulo de (180-ε), es decir, la amplitud de la bobina es (180-ε), por lo tanto, la fem inducida en estos lados de la bobina también estará separada por este ángulo. Esto significa que el ángulo entre el fasor E1 y E2 será igual a ε como se muestra en la figura a continuación.
Dado que la magnitud de la fem generada en ambos lados de la bobina es igual, por lo tanto, E1 = E2 = E (digamos). Como la fem resultante ER es la suma fasorial de E1 y E2, por lo tanto
La expresión anterior da la fem inducida en una bobina de paso corto de una sola vuelta con un ángulo de cuerda ε. Dado que el ángulo de cuerda para la bobina de paso completo es de 0 grados, por lo tanto, a partir de la expresión anterior (2),
fem generada en una bobina de paso completo = 2E
Así de (1),
Por lo tanto, factor de paso o factor de amplitud de bobina Kp = Cos(ε/2).
Para una bobina de paso completo, el valor del factor de paso es la unidad, mientras que su valor también es la unidad para bobinas concentradas.
El factor de tono o el factor de amplitud de la bobina enésima armónica se da como
Kp = Coseno (nε/2)
Factor de bobinado
El factor de devanado se define como la relación entre la fem generada en una bobina distribuida de paso corto y la fem generada en una bobina concentrada. Se denota por Kw.
La fem inducida en una bobina que tiene N vueltas se da como
E = √2πKpKdfNØ ……………..(3)
donde Kp y kd son el factor de paso y distribución respectivamente.
En las máquinas eléctricas, los devanados son generalmente bobinas de paso corto distribuidas a lo largo de la periferia de las ranuras del estator. Por lo tanto, para tener en cuenta la bobina de paso corto y su distribución en las ranuras del estator, se introducen dos factores, Kp y kd, en la expresión de la fem generada en (3). Hay varias ventajas de las bobinas de paso corto. Le sugerimos que lea “Ventajas y desventajas del devanado de paso corto” para comprender la necesidad de un devanado de paso corto en las máquinas eléctricas.
La fem generada en una bobina concentrada que tiene N número de vueltas se da como
E’ = √2πfNØ ……………..(4)
Así, a partir de la definición de factor de devanado y (3) y (4),
Kw = KpKd
Por lo tanto, el factor de devanado también se puede definir como el producto del factor de paso o intervalo de la bobina y el factor de distribución. Su valor es menor que 1.
El factor de devanado para los n-ésimos armónicos se da como el producto del factor de tono y el factor de distribución para los n-ésimos armónicos. Por lo tanto, el factor de devanado para los n-ésimos armónicos Kwn es el siguiente:
Kwn = KpnKdn
Un video corto para comprender rápidamente el factor de tono y el factor de bobinado.
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