INSTITUTO TECNICO DE CAPACITACION Y PRODUCTIVIDAD (INTECAP). TECNICO EN ELCTRICIDAD INDUSTRIAL. BYRON ULISES ORDOÑES
TEXTO PARALELO
FREDY MANOLO GONZALEZ CUSTODIO CLAVE: 13 5TO TEI
RETALHULEU CRE, 25 DE MAYO DE 2011 Bobinado de motores.
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 bornes Bobinado es el arrollamiento que va en la parte interna de un motor eléctrico y por medio del bobinado se crean los campos magnéticos para la velocidad (RPM), el bobinado lo puede llevar tanto el estator como el rotor. El embobinado de motores es un concepto aplicable a los motores de corriente alterna monofásicos y trifásicos, y va desde el desarmado de los propios motores, hasta los cálculos mismos en su caso. En ciertos casos, sólo se trata de rehacer el mismo devanado que falla, para lo cual se mide el diámetro del conductor (su calibre), después se retiran las bobinas, determinando previamente su distribución en las ranuras y se pesan para calcular la cantidad de alambre necesario. En otros, se hacen los cálculos necesarios para hacer el mismo bobinado, o bien modificar sus características. En cualquier circunstancia, se requiere de un conjunto de conceptos generales que faciliten el trabajo a desarrollar. Cuando se ha concluido, después de hacer una revisión ocular y algunas Pruebas de diagnóstico, y se determina que se requiere rebobinar el motor.
CLASIFICACION DE LOS BOBINADOS:
-A UNA CAPA: Son aquellos arrollamientos donde una ranura alberga solo un grupo de bobinas y no deben entrar mas. Ejemplo de un bobinado a una capa
-A
DOBLE CAPA: Son los que en una ranura alberga dos bobinas de diferentes grupos ejemplo:
SISTEMA DE BOBINADOS: CONCENTRICOS: Se le llama asi porque las bobinas van hacia el centro en forma de caracol y no todas las bobinas son peqeuñas porque depende del paso van haciebndose ma s pequeñas
Ejemplo de un bobinado concentrico
IMBRICADO: Es comunmente llamado CORONA SIN FIN, porque su nombre lo dice que a la hora de ver un bobinado de estos se ve que no tiene fin
POLOS Se clasifican en polos alternos y polos consecuentes
-POLOS ALTERNOS: En los polos alternos el sentdido de la corriente no entra siempre en el mismo asi como esta ilustrado en la imagen de abajo:
Ejemplo de polos alternos
POLOS CONSECUENTES:
REPRESENTACION DE SISTEMAS DE BOBINAS. Existen Dos Tipos De Representación De Los Embobinados: Lineal o plana Circular o frontal En la primera representación el bobinado se mira como si se hubiera cortado y estirado el estator. En la segunda representación se mira como lo dice su nombre en forma de un circulo tal y como es un estator normal y allí va el arrollamiento.
Ejemplo de representación lineal:
Ejemplo de representacio circular:
MATERIALES CONDUCTORES: Los materiales empleasdos como conductores en los motores de induccion igual que los quie se usan en otras maquinas electricas, deben ser de lata conductividad electrica.
El Aluminio: Este material tiene la caracteristica de tener una conductividad menor que el cobre y por consiguiente una resistividad mayor. El aluminio puro es blando que el cobre y se puede fabericar en hojas o rollos laminados delgados. Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Los únicos metales más ligeros son el litio, el sodio, el berilio y el magnesio. Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil para construir aviones, vagones ferroviarios y automóviles, y para otras aplicaciones en las que es importante la movilidad y la conservación de energía. Por su elevada conductividad térmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustión interna. Solamente presenta un 63% de la conductividad eléctrica del cobre para alambres de un tamaño dado, pero pesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un alambre de cobre es más grueso, pero sigue siendo más ligero que el de cobre. El peso tiene mucha importancia en la transmisión de electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir electricidad a 700.000 voltios o más.
cobre: Es el material que mas es usado en la induistria tanto como para bobinar como para hacer otra clase de trabajos, ya que es de una alta conductividad con excelentes condiciones mecanicas ya que este al tener friccion no se rompe tan facil como el aluminio. El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, sólo
superada por la plata, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro, a partir de 0,025 mm. La resistencia a la tracción del alambre de cobre estirado es de unos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones.
Materiales aislantes usados en bobinados: Los Aislamientos eléctricos están constituidos además de su característica esencial de no permitir el paso de la corriente eléctrica. Estas son las características que deben tener los aislantes: Presentar una elevada resistencia mecánica Que se puedan trabajar con facilidad Que sean térmicamente estables Que no absorban tan fácilmente la humedad Que soporten los ataques exteriores Que soporte incluso las bajas temperaturas Los materiales y sus características pueden ser:
AISLAMIENTO DE CLASE Y: Temperatura limite 90º C Compuesto de materiales tales como algodón, seda, y papel sin impregnación.
AISLAMIENTO DE CLASE A:
Temperatura limite 105º C Compuesto de los mismos materiales que la clase Y. Pero que han sido convenientemente impregnados, o sumergidos en aceite.
AISLAMIENTO DE CLASE E: Temperatura limite 102º C Compuesto de materiales tales como resinas sintéticas estratificadas de papel, y algodón etc. Siempre que puedan soportar 120ºC
AISLAMIENTO DE CLASE B: Temperatura limite 130º C Compuesto de materiales tales como la mica, fibra de vidrio, amianto etc. Con aglomerantes adecuados, que son los que precisamente definen la clase B.
AISLAMIENTO DE CLASE F: Temperatura limite 155ºC Compuesto de los materiales soportes iguales a los de la clase B, pero con aglomerantes que pueden soportar temperaturas hasta de 155ºC.
AISLAMIENTO DE CLASE H: Temperatura limite 180ºC Compuesto de materiales tales como silicona o asociacio de materiales tales como mica, fibra de vidrio etc.
Con aglomerantes adecuadas.
AISLAMIENTO DE C: Temperaturas Superiores a 180ºC Compuesto de materiales tales como la mica, porcelana, cuarzo y fibra de vidriocon o sin encolante inorgánico.
Aislamientos de de las bobinas: Los conductores de todos lso arrollamientos de una maquina eléctrica deben ir cubiertos de por un aislamiento adecuado a la tensión que honde soportar, como así la temperatura condiciones de funcionamiento. Por otra parte los conductores con aislamientos además de presentar idéntico espesor y propiedades en toda su longituddeben tener una flexibilidad tal que les permita tomar sin dificultad ni deterioro la forma particular reuqerida por el arrollamiento.
Aislamientos de de conductores Citaremos lo siguiente *Hilo de algodón y seda Materiales que hasta hace poco tiempo eran casi los únicos empleados para el asilamientos de los conductores. Tienen una buena resistencia mecánica y gran flexibilidad Sus inconveniengtes son la absotrcion a la humedad y su baja clase termica *hilos esmaltados
De aplicación relativamente reciente cada vez mas extendida , presentan una excelente condición aislante , presentan excelentes propiedades aislantes, no absorben la humedad y su clase de aislamiento puede llear hasta la H. Barnices Todos los devanados, deben impregnarse con un barniz aislante de buena calidad antes de ponerlos en servicio. Este barniz tiene varios fines importantes; cuando se aplica correctamente, penetra hasta las capas interiore de las bobinas y actúa como un aislamiento adicional de los conductores, aumentando así la rigidez dieléctrica del aislamiento entre ellos. Esta penetración del barniz en el interior de las bobinas, y en el encintado exterior, reduce considerablemente la probabilidad de que se produzcan cortos circuitos entre los conductores y masas con las ranuras o la armazón de la máquina. Cuando un devanado se ha saturado muy bien de barniz aislante, y éste se ha endurecido en forma apropiada, aumenta mucho la resistencia mecánica de las bobinas, y mantiene rígidamente los conductores en su sitio, lo que impide vibraciones que podrían contribuir a desgastar y estropear el aislamiento; sobre todo en el caso de los devanados de corriente alterna en los cuales el flujo alterno tiende a hacer vibrar los conductores cuando está funcionando la máquina. Así mismo, impide que penetre la humedad en las bobinas y reduzca la calidad del aislamiento, e impide que se acumule entre las bobinas el polvo, la suciedad y el aceite, lo que prolonga a vida del motor. Tipos Existen diferentes clases de barnices aislantes: negros, claros, negros de secado al aire, negros de secado al horno, pero general mente se pueden clasificar en dos tipos: 1. Barnices de secado en estufa 2. Barnices de secado al aire.
Los del primer grupo, tienen que secarse en una estufa para que se endurezcan, y los de secado al aire, contienen ciertos líquidos o disolventes que hacen que se sequen y endurezcan con gran rapidez cuando quedan expuestos a la acción del aire. Un buen barniz aislante del tipo de secado al aire se endurecerá de 20 o 30 minutos, pero debe dejársele durante 24 horas aproximadamente, antes de poner los devanados en servicio. Los barnices de secado al aire, no se consideran de buena calidad como los barnices de sedo en la estufa, por consiguiente, deben emplearse estos últimos siempre que se disponga de una estufa o de otro medio para aplicar calor en el secado. PROCESO DE MANTENIMIENTO DE UN MOTOR Bobinado de un motor monofásico Los primero de todo es coger las características del motor que están apuntado en una placa: Los datos de placa de características son: · Intensidad: Cos: · Voltaje: · R.P.M.: · Potencia: Marca: Una vez apuntado las características del motor hemos de cogidos los datos tanto el de arranque como el de trabajo para el bobinado. Los datos del bobinado son: · Numero de ranuras: 24 ranuras · Numero de polos : 2 p= 2 polos Bobinado de arranque · Numero de bobinas compuestas: 8 · Numero de bobinas simples: 8 · Diámetro de hilo utilizado · Diámetro de la bobina de arranque30 mm · Numero de espiras por bobinas simple:
· 17 espiras · 51 espiras · 61 espiras · 91 espiras Total espiras: 220 espiras Bobinado de trabajo · Numero de bobinas compuestas: 8 · Numero de bobinas simples: 8 · Diámetro de hilo utilizado · bobina de trabajo 45 mm Con una regla cogeremos las medidas del molde para bobinar cuyos resultados han sido los 1 siguientes: · 18 cm lineales · 21cm lineages · 23 cm lineales · 25cm lineales · 27cm lineales FASE DEL BOBINADO Para empezar a bobinar un motor es conveniente marcar debidamente las piezas par facilitar después su montaje · · una vez marcado las piezas se procederá a la retirada de las carcazas y al descubierto de las bobinas · si es necesario extraeremos las bobinas del motor · guardaremos todas las piezas extraídas marcaremos la primera espira por donde vamos a empezar a contar las espiras · · comenzamos a realizar el esquema de conexiones
en primer lugar se contara todas las ranuras del motor que en este caso es 24 y se representara de la siguiente forma · a continuación se cuentan el numero de espiras de la bobina de trabajo una en una y se a punta de tal forma que hemos obtenido lo siguiente · · 85 espiras · 112 espiras · 133 espiras · 152 espiras · 152 espiras Una vez hecho esto realizamos el esquema de la bobina de trabajo contando la ranura de donde están situadas y es esquema es el siguiente: se realizara el mismo procedimiento pero con las bobinas de arranque y el resultado será el siguiente al igual que el anterior hemos realizado un esquema con los siguientes números de espiras: ¨ · 17 espiras · 51 espiras · 61 espiras · 91 espiras Todas estas espiras deben de colocarse con muchísimo cuidado para que no se rompan también tenemos de tener en cuenta no equivocarnos con el numero de espiras ya que esta calculado para que no falten si sobre en las ranuras . a continuación procederemos a realizar las conexiones que se conectaran final con final y el resultado será el siguiente: ¨
2 PROCESO DE REBOBINADO DE UN MOTOR TRIFASICO 1) Se mirara si el motor esta conectado en estrella o triangulo lo cual se lo anotara en un papel. En la figura uno se muestra la forma de ir colocada la placa de bornes para la conexión estrella y en la figura 2 la que corresponde a la conexión triangulo.
Se desunirán los puentes estrella o triangulo y se mirara si existe continuidad entre fases, aislamiento entre fases y entre fases y masa. Si estas pruebas son satisfactorias y el rotor no esta clavado se conectara el motor a la red, para comprobar la intensidad absorbida y ver si es igual en las tres fases o hay desequilibrio como se ve en la figura siguiente.
Para conectarlo a la red se tendrá en cuenta lo que indica la placa característica, con respecto a la tensión, teniendo presente que los motores mas empleados son a la tensión de 220V y 380V,
quedando muy pocos de 127V. Un motor de 220/380 con red III de 220V entre fases se conectara en triangulo. Con red III de 380V entre fases se conectara en estrella
2) Ya conectado el motor, se comprobara si la intensidad por fases es la misma en las tres fases del sistema, si hubiera desequilibrio se quitaran las tapas comprobando con el PYELS (comprobador de cortocircuitos entre espiras), si existen espiras en cortocircuitos.
3) Para desmontar el motor se hará una marca con el punto de marcar en cada tapa y el lado del estator correspondiente (y si es necesario en el eje del motor). En un lado con dos puntos y en el otro con uno
4) Al quitar las tapas y demás accesorios del motor, déjense en un lugar del talles que no molesten al paso. Los tornillos, tuercas y demás accesorios guárdense en una caja de tal forma que no pueda perderse nada.
5) Si algún tornillo, cojinete, etc. este defectuoso, avise al encargado para que pueda mandar a repararlo o adquirirlo si no se dispone de existencia o cómprenlo ustedes mismos si lo van a hacer en sus casas y no tienen un encargado.
6) Una vez comprobado que el motor se ha de rebobinar, se deshará el bobinado tomando previamente los datos siguientes utilizando la placa característica y el mismo bobinado:
a) Tipo de conexión (estrella o triangulo). b) Intensidad absorbida a plena carga. c) tensión nominal. d) Numero de polos. e) Polaridad. f) Tipo de bobinado. g) Bobinas por grupo. h) Pasos del bobinado.
i) Lados del estator en donde tienen lugar las salidas de las fases. j) Numero de hilos en paralelo, si los hay. k) Distancia entre principios de fase l) Se tomara el diámetro del alambre. m) Contar el numero de ranuras.
7) A continuación, se confeccionara el esquema de bobinado. 8)Se contara el número de hilos por bobinas, haciéndolo en varias de ellas. Una vez contadas varias bobinas se obtendrá el promedio que quedara como numero de espiras definitivo. Se mirarara de sacar al menos un grupo de bobinas entero a fin de poder tomar las medidas de los moldes y entonces se comprobara si los moldes empleados para otros motores son de medidas aproximadas. En caso de que hubieran de hacerse los moldes, aprovéchese mientras se hacen preparar los cartones para las ranuras y revisar la parte mecánica del motor, así como su limpieza en general y en especial de los cojinetes. En la siguiente figura se expresa gráficamente la forma de cortar las bobinas y desalojarlas de las ranuras.
Como se indica en la siguiente figura el empleo de un palmer se realiza la medida del diámetro del hilo que constituye la bobina. Para poder efectuar esta medida con precisión, en primer lugar se quitara el barniz que aísla el conductor y seguidamente se hará la medida, para después calcular la sección del conductor.
En la siguiente figura se muestra la forma del cartón que recubre la ranura para aislar al hierro de las espiras.
El cartón será ligeramente superior en medida a la longitud de la ranura. Para adaptar bien el cartón dentro de la ranura se preparara un molde de madera tal como lo indica la figura que esta a continuación, haciendo de esta forma que la sección ocupada por el cartón sea lo mas pequeña posible, ya que en la actualidad los motores van muy ajustados de capacidad de ranura.
En la siguiente figura puede verse la forma correcta del empleo de la madera. Adaptar el cartón a la ranura. Bastara con pasar varias la madera por ambos lados. Para que la madera se introduzca bien se frota previamente con parafina.
Si se les hace mas fácil pueden ponerlos con las manos
Caso de no haber sacado ninguna bobina entera del bobinado que se ha desmontado, para realizar medidas, podrá efectuarse tal como se indica en la figura que esta a continuación, haciendo la misma forma de la bobina con un alambre; a continuación se sacara y se realizaran las medidas necesarias para poder confeccionar los moldes y con ellos construir las bobinas con las que se efectuara el bobinado del motor.
En la siguiente figura se muestra el molde ya preparado, para colocar en la bobinadora. Consta de una tapa fija al molde y de una tapa libre, para poder sacar la bobina al quitarla
En la figura siguiente pude verse el molde colocado en la bobinadora con el hilo colocado en el porta carretel y dispuesto todo para comenzar a construir la bobina.
En la parte derecha de la figura se ha representado a la bobina tal como sale del molde; como puede apreciarse en dicha figura, las espiras se han sujetado con cordel para así evitar que la bobina se deshaga al sacarla del molde. Estos cordeles se introducirán por las ranuras realizadas en el molde.
9) Cuando empiecen a ponerse los grupos en las correspondientes ranuras en la misma dirección, se tendrá presente al doblarlos para introducirlos en la cavidad del estator, poner las salidas por el lado adecuado.
10) Cuando ya estén colocados todos los grupos de bobinas se aislaran unos de otros, mediante cartón pressphan fino; a continuación se encintara o atara la parte que no lleva conexiones y seguidamente se pasara a conexionar el bobinado según el esquema confeccionado. Se sacaran a la placa de bornes de salida y se encintara o atara esta segunda parte. En la siguiente figura se representa la forma de realizar los empalmes soldándolos a continuación.
Por ultimo se comprobara la continuidad y aislamiento antes de montarse al motor.
11)Se montara el motor, se conectara a la red y se comprobara la intensidad absorbida; en el caso de ser correcta, se vuelve a desmontar el motor y se procederá seguidamente a realizar el barnizado
12)Después de barnizado el motor se montara y se preparara para entregar al cliente, no sin antes haber anotado las características del motor y todas las operaciones realizadas, así como el material empleado, para que con todo ello se pueda preparar la correspondiente factura o si es de uno mismo montar en la maquina correspondiente y ahí tienen el motor como nuevo
