1. Se calculan el factor de devanado y la fuerza magnetomotriz máxima para los armónicos 1, 3 y 5 de un devanado monofásico alojado en el estator. Se muestra el esquema del devanado por grupos. 2. Se determina la fuerza electromotriz fundamental por fase inducida por el campo de excitación en vacío de un generador síncrono de rotor cilíndrico de 2 polos, dado sus datos nominales y de operación.

1. APLICACIÓN 1-DEVANADOS, CAMPOS Y FEMs
1. Se tiene un devanado monofásico, tipo concéntrico de capa simple; el cual está
alojado en el estator de una maquina y tiene los siguientes datos:
Z = 32 – Numero de ranuras; p= 4 – Numero de polos y grupos
Y1 = 7, Y2 = 5, Y3 = 3, Y4 = 1, - Paso de ranura de bobinas
N1 = 29, N2 = 24, N3 = 16, N4 = 6, - Numero de vueltas por bobina
Si la corriente estatórica que alimenta al devanado es is
f = 2,0A, se pide:
1.1 Calcular el factor de devanado y la FMM máxima para los armónicos ν = 1,3 y 5.
1.2 Mostrar el esquema del devanado por grupos
2. Se tiene un generador síncrono de rotor cilíndrico de 2 polos en conexión estrella,
cuyos datos nominales de operación son: 31,25 MVA; 10,5 Kv; 60 Hz. Además se
conoce:
Rotor: Vf = 115 V –tensión de excitación; rf = 0.8 Ω – resistencia del devanado de excitación;
Nf = 320 – Número total de espiras del devanado de excitación; σ = 0.78 –longitud relativa de
arco devanado.
Estator:
Nfase = 16 – Número de espiras por fase;
q = 8 – Número de bobinas por grupo;
y = 20 – paso de bobina en ranuras,
g = 33 mm –entrehierro constante;
D = 965 mm –Diámetro interno del estator;
l =2000 mm – longitud del núcleo magnético.
Despreciando del efecto de saturación. Se pide:
2.1 Determinar la FEM fundamental por fase, inducida por el campo de excitación en vacio.

2. DESARROLLO
1.-Se tiene un devanado 1φ tipo concéntrico de capa simple alojado en el estator de una
maquina con los siguientes datos:
Z1 = 32; p = 4; con “p” grupos.
Y1 = 1-8; N1 = 29; Y2 = 2-7; N2 = 24; Y3 = 3-6; N3 = 16; Y4 = 2-5; N4 = 6
1.1) Calcular el Kw ν, Fmax ν y Fmax ν / Fmax si is
= 2,0 A.
ARMONICOS PARES NO EXISTEN!!

3. ν Kp1 ν
s
Kp2 ν
s
Kp3 ν
s
Kp4 ν
s
Kdev ν
s
Nef
s
Fνmax
s
Fνmax/F1max
1 0.98078528 0.83146961 0.55557023 0.195090322 0.77943613 233.830838 148.8613348 1
3 -0.83146961 0.19509032 0.98078528 0.555570233 -0.00539287 -1.61786058 -0.343320677 -0.00230631
5 0.55557023 -0.98078528 0.19509032 0.831469612 0.00910604 2.73181142 0.347825032 0.00233657
7 -0.19509032 0.55557023 -0.83146961 0.98078528 0.00343019 1.02905656 0.09358825 0.00062869
NOTA 1:
Si solo
variamos
N1=21; N2=
18; N3=18;
N4=18
ν Kp1 ν
s
Kp2 ν
s
Kp3 ν
s
Kp4 ν
s
Kdev ν
s
Nef
s
Fνmax
s
Fνmax/F1max
1 0.65433112 196.299336 124.9680383 1
3 0.18273551 54.8206527 11.63330382 0.09309023
5 0.16654558 49.9636747 6.361572637 0.0509056
7 0.11454733 34.3641978 3.1252754 0.0250086
NOTA2: En un buen diseño se tiende a que F3max = 0
Relacionando las fuerzas magneto motrices se tiene:

4. 1.2) Mostrar el esquema del devanado por grupos.
Datos del problema:
Z1 = 32; p = 4; con “p” grupos.
Paso de bobina según ubicación de sus lados
Y1 = 1-8; Y2 = 2-7; Y3 = 1-4; Y4 = 1-2
N1 = 29; N2 = 24; N3 = 16; N4 = 6
Paso polar:
Paso de bobina según la separación de sus lados en ranuras:
Y1 = 7; Y2 = 5; Y3 = 3; Y4 = 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 3214
xU
1
ESQUEMA DE DEVANADO POR GRUPOS
ESQUEMA DE DEVANADO DESARROLLADO O LINEAL
y1
y2
y3
y4
N1 N2 N3 N4
5 9 13 17 21 25 29
q=4 q=4 q=4 q=4

5. 2. GENERADOR SINCRONO DE ROTOR CILINDRICO.
2.1) Determinar la FEM fundamental por fase, inducida por el campo de excitación en
vacio.
7,5
a) Determinación del número de espiras efectivas:
b) Determinación de la inducción magnética media:
c) La fuerza electro motriz sera: