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Cuñas Magnéticas para Estator

Los bobinados con estator de motor alimentado por CA y voltaje medio normalmente cuentan con devanado preformado, que requiere ranuras de estator abiertas para permitir la inserción de bobinas. Una vez en su lugar, las bobinas se aseguran contra vibraciones dañinas por medio de cuñas colocadas en las aberturas de las ranuras.

Debido a que éstas aberturas crean una discontinuidad magnética alrededor de la circunferencia interna del estator, existen armónicos y pulsación de flujo magnético que generan pérdidas de energía no deseadas en y alrededor del entrehierro.

 

 

Para minimizar este efecto, se diseñaron cuñas con ranuras que contienen material magnético con el fin de simular el efecto de una ranura cerrada o semicerrada, capaz de limitar toda o la mayor parte de la discontinuidad.

Los resultados son un incremento en la eficiencia, con una reducción en las pérdidas de carga de fuga y de núcleo, corriente de magnetización, torsion de aceleración y temperatura del bobinado. La magnitud de estos cambios varía en gran medida con el diseño específico del motor, asi como con la composición de la cuña.

Se han propuesto diferentes diseños de cuñas durante los últimos cien años del desarrollo de máquinas de CA. la mayoría involucran el revestimiento o el moldeado de cables, fibras, bandas, láminas o polvo de hierro o de acero en una banda de plástico que representa físicamente los laminados de plástico reforzado, utilizados en cuñas no magnéticas.

Las cuñas magnéticas son costosas. En motores grandes, la mejora en la eficiencia justifica los elevados costos. Sin embargo, los materiales de las cuñas magnéticas, especialmente cuando el contenido de hierro es alto, tienden a ser más débiles a nivel mecánico. Se continúa informando la pérdida y la desintegración de cuñas magnéticas en todo el mundo.

Además de las fuerzas usuales ejercidas durante la instalación de cuñas, y los ciclos térmicos del mantenimiento habitual, las cuñas magnéticas se someten a fuertes fuerzas vibratorias electromagnéticas. las fallas por fatiga dan como resultado una ruptura prematura del motor y reparaciones costosas, que pueden compensar ampliamente el ahorro de energía producido como consecuencia del nivel incrementado de eficiencia.

Los motores de baja velocidad con pequeños entrehierros, y los motores sujetos a tareas de inicio severo o cargas fluctuantes, son especialmente susceptibles a las fallas de cuñas. Una impregnación de vacío completa del estator del devanado, o al menos el arreglo en campo de cada cuña por medio del uso de resina epoxi, es importante para brindar una vida útil prolongada a las cuñas.

La mayoría de los materiales de cuñas magnéticas de uso común en la actualidad están rellenas de polvo, con componentes que contienen un peso del 70% al 75% de hierro, del 5% al 10% de refuerzo de tejido o malla, y el resto esta compuesto por epoxi curado.

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