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Descripción: Calculo
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CALCULO DE ELECTROIMANES • •
Estos elementos están compuestos por un núcleo de material magnético y una bobina
F1 • •
Laminación en forma de E con bobina en su rama central sin material en el cierre magnético
Este tipo de electroimán se utiliza imitando a un imán en su comportamiento siendo aplicado para atrapar piezas de material magnético, sujeción de piezas (plato electromagnético) desmagnetizado de piezas, etc El calculo de estos elementos es muy complejo y por lo general se utilizan formulas con componentes provenientes de ensayos de aproximación Si van a funcionar en C Continua o Alternada y con o sin entrehierro las formas de calculo son distintas. Veamos la forma mas simple Un electroimán con núcleo en forma de U y un cierre en forma de T utilizado en los llamados electroimanes tragantes
Electroimán tragante con sus tres componentes
El calculo del mismo para ser utilizado en C Alterna es similar al calculo de un transformador Se puede calcular partiendo del consumo en vatios para determinar la medida del núcleo /Consideramos que 1 vatio - segundo = 0.102 Kgm Fijemos el consumo en 100 vatios La sección de la rama central de la T será S = 1,1 x ^ 100 = 11 cm2 de sección El valor de vueltas por voltios es 22500 /F x B x S F es frecuencia B en kilogauss y S sección = 22500/50 x 9 x 11 =4.5 vueltas por voltio El numero de vueltas es tensión E x VPV vueltas por voltio Alimentamos con 220 Voltios = 220 x 4,5 = 990 vueltas De que diámetro de alambre 220 voltios a 100 vatios es W = E/I = 220 / 100 = 2.2 Amp Para 2,2 Amp a 3 Amp por mm2 = 2.2 / 3 = 0.73 mm2 de sección = 1 mm diámetro • •
En este tipo de electroimán su posición de reposo es cerrado y la carrera útil de la pieza T es de 25 mm
Al estar abierto la corriente puede llegar a ser 4 veces la de la posición cerrada por la falta de cierre de su circuito magnético por lo que no pueden quedar abiertos por mucho tiempo y este es el motivo mas común de su quemado • •
Si se desea haciendo clic en trafo se puede bajar un programa de calculo de 438 Kb de tamaño
TRAFO
ELECTROIMANES PORTANTES
4 • • •
Supongamos necesitar un electroimán circular de una fuerza de tracción (fuerza portante) de 1000 Kb la fórmula nos da la sección del núcleo F = (B1/5000)^ S x Kg. Energía aplicada estimamos en B1 (centro) en gauss = 12000 Energía aplicada estimamos en B2 (perímetro) = 6000
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El centro del núcleo soporta los 2/3 del esfuerzo y los laterales 1/3 por lo tanto 2/3 de 1000 Superficie núcleo = 660 Kg. ---> S1 = 660 / (12000/5000)^ = 115 cm2 1/3 de 1000 = 340 Kg. ---> S2 = 340 / (6000 /5000)^ = 237 cm2
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Fijemos el diámetro externo de la bobina e interior del borde = Di = 40 cm
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En ese caso el diámetro externo del borde será De =[ raíz ^ (4 / S2) / 3.1416] + Di ^ = 43 cm
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Considerando que la carga no estará siempre en contacto directo con la superficie estimamos la separación en 8 mm = I1 = 0.8 Los Amp/Vueltas = I x N1 = B1 / 1.256 x I1 = 12000 / 1.256 x .8 = 7750 Av En el segundo caso tenemos I x N2 = 6000 / 1.256 x 0.8 = 3825 Av. IN totales = 7750 + 3825 + 5% perdida = 11975 ~ 12000 El diámetro medio de una vuelta es Dm = Di + D / 2 = 0.28 m La densidad de la corriente = d = 2amp x mm2 Con la formula de la potencia transformada en calor en la bobina tenemos Pp =I^ x R =IN x Dm x 2 x 0.02 x 3.14 = 429 W Con una tensión de 220 Voltios la corriente I será = 420 / 220 = 1.9 Amp El numero de vueltas es = N = 12000 / 1.9 = 6320 vueltas Como d = 2 mm2 la sección del alambre es = s = I / d = 1.9 / 2 = 0.96 mm2 El diámetro del alambre desnudo es 1.1 mm Considerando la aislacion necesaria tenemos un factor de espacio de f = 1.3 El cuerpo del arrollamiento es = IN x 4 x f ^ / d x 3.14 = 12000 x 4 x 1.67 / 2 x 3.14 = 12800 mm2 El ancho de la bobina es a = 44 -12 / 2 = 160 mm La altura del arrollamiento es H - 12800 / 160 = 80 mm TENEMOS YA LOS DATOS PARA PODER CONSTRUIR EL ELECTROIMÁN