Máquinas Eléctricas ESCU ESCUEL ELA A POLI POLIT T CNIC CNICA A DE DEL L EJ RCIT RCITO O SEDE LATACUNGA CARRERA DE INGENÍERA ELECTROMECÁNICA INFORME DE MAQUINAS ELECTRICAS NOMBRE: y
Fabricio Cherres Coca.
NIVEL: VI PARALELO: A FECHA:
Jueves 25 de Noviembre Noviembre del 2010.
TEMA: Rebobinado de transformadores
I.
INTRODUCCIÓN El presente informe se acordó realizar como parte complementaria de la cátedra instruida en el aula de clases colaborando así al mejor entendimiento de la materia en un nuevo tema, rebobinado de transformadores que es el tema central de este informe.
II.
OBJETIVOS 1. OBJETIVOS GENERALES
Rebobinar
un transformador con diferentes datos a los de placa en el caso de
existir.
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Desarmar
Realizar
un transformador que requiera ser bobinado
los cálculos del número de espiras, del primario y del secundario para
obtener los voltajes deseados.
Armar
el transformador con el alambre nuevo y con el numero de vueltas
calculadas
III.
RESUMEN Un
transformador debe rebobinarse cuando éste se quema y desconocen las características técnicas
del mismo, tales como la tensión secundaria y/o la potencia. O cuando se desea obtener otro voltaje en el bobinado secundario
IV.
ABSTRACT A
transformer must rewinding when it gets burnt and we don·t know the technical characters of
this, like secondary tension and the power. Or when we wish get other voltage in the secondary winding.
V.
MARCO TEÓRICO CALULO DE TRANSFORMADORES La
relación de transformación del voltaje entre el bobinado del primario y del secundario depende
del número de vueltas que tenga cada uno. Electromecánica
1
Máquinas Eléctricas El bobinado de transformadores es diferente al de los motores ya que se debe tener en cuenta
VI.
VII.
LISTADO DE EQUIPOS Y MATERIALES -
Transformador
pequeño a rebobinar
-
Conductor
-
Barniz
-
Papel prespam
-
Cinta
-
Espagueti de algodón barnizado
de cobre para bobinar
cambray ½¨
LABORATORIO
Procedimiento:
1.
Desarme
1.1. o
del transformador original
Separación del núcleo del transformador: El mayor problema que tenemos en el desarme del transformador es separar el núcleo ya que el pegamento que ha sido puesto ofrece una gran resistencia a ser retirada. Para esto hay que poner el transformador a hervir en un recipiente con agua unos 10 o 15 minutos, con lo que la cola se ablanda y el bobinado sale "sin dificultad".
o
Luego
se debe limpiar el núcleo por completo eliminando residuos de pega o
papel en la superficie. 2.
Determinación
de las características del transformador:
2.1. Voltaje del primario (Vp) -
Es el voltaje que aplicaremos al primer bobinado desde la fuente y es
determinado por el fabricante dependiendo del uso que va a tener el transformador, para nuestro caso Vp = 110v 2.2. Voltaje del secundario -
El voltaje en el secundario (V s ) al igual que el Vp es de vital importancia para el
desarrollo del la práctica y en este caso será 12v 2.2. Como se supone que el rebobinado se la realiza desde un núcleo conocido obviaremos el cálculo de las dimensiones del mismo, así para nuestro caso las dimensiones del núcleo serán:
Electromecánica
2
Máquinas Eléctricas a = 1.6cm
3
b = 23 cm S = a*b S = (1.6 *23) cm 2 = 3.68 cm2 3.
Determinación o
La
de la potencia del transformador
potencia en función de la superficie de circulación del flujo en el núcleo (s)
se obtiene así:
4.
Diámetro o
Con
o tipo de conductor para bobinar
el valor de la potencia y los voltajes del primario ya del secundario ya
podemos determinar la corriente que pasara por los mismos de la siguiente manera:
o
= 0.1017 A
El conductor a usar es de cobre, este admite una densidad máxima de corriente dada su resistividad, y si se supera esta densidad existe peligro de sobrecalentamiento, para la densidad de corriente podemos construir una tabla aproximada según la potencia de la siguiente manera: Potencia
o
Ahora
(W)
Densidad
máx (A/mm2)
Hasta 50
4
50 ² 100
3.5
100 ² 200
3
200 - 400
2.5
podemos determinar el diámetro del conductor de la siguiente manera:
Donde:
S = sección transversal del conductor en (mm 2) I = la corriente que pasara por el conductor en ( A) Electromecánica
Máquinas Eléctricas Ð
= densidad de corriente en ( A/mm2)
o
Ahora
encontraremos el diámetro del conductor
o
Luego
con ayuda de la tabla 1 de los anexos podemos identificar el numero de
conductor para el caso: Conductor 1= #33 y Conductor 2= # 24 5. Numero de espiras del primario y del secundario o
Para
determinar el número de espiras tanto en el primario (N p) y en el
secundario (Ns) utilizamos las siguientes formulas:
Donde:
Vp= Voltaje del primario f = frecuencia (60Hz)
Para
= Flujo máximo de la corriente que va a circular
determinar el flujo máximo usamos la siguiente fórmula:
Donde:
B=
es la inducción máxima esta en un rango de (4000 a 14000) gauss, siendo
el más común para transformadores de baja potencia como es e l caso 10000 gauss, también se lo puede obtener con la permeabilidad del hierro (u ) y el
campo magnético (H) Así: S= sección del conductor
Electromecánica
4
Máquinas Eléctricas
Ahora
o
5
el número de vueltas sería:
6.
Armado
del transformador
6.1 Recubrimiento con barniz dieléctrico de la formaleta - Para
darle una mejor consistencia, dureza y resistencia al calor y la humedad, es
importante aplicar
Barniz Dieléctrico
a la formaleta de cartón. Se puede aplicar
con un pincel y si usted tiene grandes cantidades de barniz, puede sumergir la formaleta y logrará un muy buen resultado
6.2 Preparar el alambre magneto - Los
transformadores traen cables normales recubiertos de caucho a la entrada y
salida de corriente, y no se ve el alambre de cobre desde el exterior, ya que en su interior
hay
Recordemos
uniones
entre
el
alambre
y
los
cables
de
salida.
que el alambre magneto trae un recubrimiento de barniz dieléctrico que
lo aísla de la electricidad y de la humedad. Por esta razón es necesario pelar unos cinco milímetros de la punta entes de comenzar a embobinar el devanado primario y de esta manera soldarle un trozo de cable, que servirá como conexión con el exterior. Utilice
lija o una cuchilla para retirar el barniz y descubrir el cobre.
6.3 Soldar el cable con el alambre de cobre -
Estañar el alambre magneto y el cable encauchetado y luego suéldelos con el cautín.
Cerciórese
de que la soldadura sea fuerte, halándolos con fuerza. Si esto queda mal,
puede soltarse al terminar el transformador y tendrá que desarmarlo para volver a unir los cables. El cable encauchetado al ser más dúctil que el magneto, nos permite manipular el transformador sin riesgo de que se parta o se fisure.
Electromecánica
Máquinas Eléctricas
6
6.4 Aislar el cable -
Es muy importante aislar la soldadura del cable con el alambre, ya que de no ser así,
puede presentar daños por corto circuito mas adelante.
Utilice
Espagueti
Termoencogible
6.5 Asegurar el alambre de cobre - Antes
de comenzar a enrollar el alambre, debemos asegurarlo, teniendo en cuenta de
dejar dentro de la formaleta, al menos un centímetro del cable que va al exterior del transformador, para que al enrollar el cable, éste, nos ayude a asegurarlo. Observe como el cable sale por una de las ranuras de la formaleta.
Utilice
cinta de enmascarar
para esta operación. Es muy importante que el alambre magneto no salga, no asome a la parte externa, el cable encauchetado debe ingresar a la formaleta, debe ser bien soldado y bien aislado, para garantizar un buen inicio en su bobinado
6.6 Enrollar el alambre -
Enrolle el alambre para el devanado primario, de abajo hacia arriba, de izquierda a
derecha, apretando muy bien y teniendo cuidado de no montar una vuelta sobre otra y de no dejar espacios entre las vueltas de alambre. Esto se hace de manera ordenada y pulcra, para que quepan todas las vueltas necesarias.
Cuando
se hace un enrollamiento
desordenado, el alambre ocupa más espacio y al momento de colocar las chapas no entran, por tanto se verá obligado a golpear el alambre con un martillo, interponiendo un tronco plano de madera, para no correr el riesgo de pelarlo, estropeando el barniz aislante del alambre, causando cortos circuitos. Es recomendable pegar una pequeña cinta cada 50 o 100 vueltas para el caso de perder la cuenta del número de vueltas
6.7 Aislar el devanado primario con papel parafinado - Una
vez terminado con el número de vueltas del primario se debe aislar con papel
parafinado o cartón. El campo magnético que se genera entre los dos devanados, transfiere la corriente del primario, al secundario, debido al efecto producido por el Electromecánica
Máquinas Eléctricas acoplamiento inductivo del flujo, es decir, debido a la inductancia mutua. Si por alguna razón no están aislados los dos devanados, el transformador entrará en corto y no funcionará.
6.8 Asegurar el devanado secundario - Para
enbobinar el devanado secundario, el procedimiento es similar al del primario,
sólo que se comienza por el otro lado de la formaleta para que no queden todos los cables del mismo lado y así no confundirlos a la hora de conectarlo. En esta caso usaremos un alambre calibre 17, ya que necesitamos que el transformador nos entregue buena corriente (amperios) Lo
primero es añadir un pedazo de cable encauchetado; preferiblemente de un color
diferente al usado en al devanado primario, soldándolo al alambre.
Recuerde
pelar bien
la punta del alambre de cobre para retirar el barniz dieléctrico antes de soldar.
Aísle
la
unión con espagueti termoencogible.
6.9 Terminado del devanado secundario - Después
de dar las 1932 vueltas restantes, proceda a soldar un cable en la punta final,
de la misma manera que las veces anteriores, pelando el alambre, soldando y aislando con
Termoencogible.
Volvemos a cubrir con Papel Parafinado y cinta de enmascarar,
ya que haremos otro devanado secundario, esta vez, de 12 voltios, a unos 300 miliamperios, que utilizaremos para alimentar un preamplificador, que complementará el amplificador y así ahorraremos colocar otro transformador. Cubrir
bien el devanado secundario, cerciorándose de que no queden puntos
descubiertos.
6.10 Devanado adicional Electromecánica
7
Máquinas Eléctricas - Al
terminar de enrollar las vueltas de alambre para el devanado adicional, remate
soldando un cable encauchetado al alambre. Vale la pena enfatizar en lo importante de lijar la punta del alambre, para poder soldar el cable y aislarlo con termoencogible.
6.11 Cubrir el alambre - Para
proteger el alambre y dar un buen acabado, se cubre el bobinado con una tira de
cartulina recubierta con papel adhesivo, que puede ser papel Contact.
6.12 Colocar las chapas del núcleo - Tomamos
las chapas con forma de ( E) y las vamos introduciendo dentro de la
formaleta, intercalándolas una por un lado y la otra por el otro, como se aprecia en la fotografía. Tenga cuidado de no trabarlas, no meter dos pegadas. Nuestras chapas son recicladas, por tal motivo debemos tener cuidado y mirar detenidamente que las chapas no estén pegadas, oxidadas, torcidas o que sean de otros tamaños. En caso de estar oxidadas las chapas, debe lijarlas con lija número 380, hasta retirar totalmente el óxido, para después aplicarles barniz dieléctrico.
6.13 Numero de chapas -
Los
electrones del devanado primario, excitan los electrones del devanado
secundario, produciendo una vibración, que es transmitida a las chapas. Si el transformador no cuenta con la cantidad de chapas necesarias para ajustarlo, éstas, al estar sueltas vibrarán alcanzando altas temperaturas por la fricción generada entre ellas. La
cantidad total de chapas o láminas que requiere un transformador, se define por
saturación, pues se introducirán tantas, hasta que no haya espacio para introducir una más.
Para
garantizar el ajuste total entre chapa y chapa, es usual que se haga
golpeándolas a martillo.
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Máquinas Eléctricas
Las
últimas chapas al entrar forzadas en la formaleta pueden causar daños; como
atravesar la formaleta haciendo contacto con el alambre de cobre, generando un corto. Por
esto es importante que las últimas chapas estén en óptimas condiciones.
6.14 Atornillar las chapas - Todas
estas normas técnicas de ajuste de las chapas, sólo pretenden evitar que su
transformador se recaliente hasta que se derrita el barniz dieléctrico y el alambre entre en corto.
Para
evitar esto cogemos la totalidad de las chapas y en sus 4 esquinas
atravesaremos 4 tornillos pasantes de buena calidad, con tuerca, que apretaremos muy fuerte, hasta conseguir una sólida pieza.
6.15 Acabado -
Teniendo nuestro transformador listo revisamos el ajuste de los tornillos, no olvide
colocar los 4 piedeamigos o escuadras metálicas, que serán muy útiles al momento de instalarlo. Por estética recomendamos pintar las chapas con una pintura a base de aceite. Así obtendremos un transformador óptimo y d e buena apariencia.
VIII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES y
La
conlusion de este informe es que
IX.
FE DE ERRATAS
X.
BIBLIOGRAFÍA
-
http://issuu.com/eacg/docs/calculo_de_transformadoresx
Electromecánica
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Máquinas Eléctricas ANEXOS Tabla 1. (Características para el cálculo de transformadores)
Electromecánica
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