Diseño de transformadores

Diseño de transformadores (zip)  Cálculo de Transf. acorazados .rar  Cálculo de Transf. acorazados .zip  Diseño de transformadores en línea

Dado los múltiples mensajes solicitandome más sobre el diseño de los transformadores, diseñé una hoja en Excel esperando que sea útil y pueda dar luces para el diseño de un transformador. Trataré de explicar el manejo de la misma para que puedan con facilidad tener la información necesaria. Puede existir un mínimo margen de error en los cálculos que no será de consideración.


RECOMENDACIONES:
únicamente se ingresará información en las áreas donde los números están en color verde, las de color rojo contienen las fórmulas de cálculo.
v INFORMACION DEL PRIMARIO:
En esta sección de la hoja se ingresará el voltaje de C. A., probablemente al terminar de ingresar toda la información, es decir, la del secundario o secundarios, habrá necesidad de redondear el número de amperios del primario para encontrar el calibre de alambre correcto, esto se hará donde indica la flecha, en el ejemplo el resultado indica .501 amperios y se redondeo a .500 dando un calibre No. 23. Puedes auxiliarte con la tabla en "Calibre alambre". También indica el número de vueltas para este devanado(embobinado)
v INFORMACION DEL SECUNDARIO:

Aquí tenemos información para 3 secundarios cuando se haga necesario, de lo contrario se utilizará la sección "INFORMACION SECUNDARIO 1". El procedimiento en este caso es el mismo que en el primario, si hay necesidad de ajustar el amperaje habrá que buscar el valor que genere el calibre del alambre. En el caso de los secundarios, en lo que se refiere al número de vueltas es recomendable agregar un 5% al total que indique para compensar la pérdida de energía al transferirse del primario al secundario(s).

DIMESIONES DEL NUCLEO:
En este caso, si tenemos un núcleo disponible se miden las partes que se indica en esta sección y se ingresan para determinar si puede sernos útil, o bien comprar uno y darle al vendedor las especificaciones del transformador que queremos construir. Aquí como se puede ver, toda vez que se ingresa la información del núcleo, no determina la disponibilidad interna que tenemos de este, además de indicarmos estimatibamente que número de vueltas por pulgada lineal tendrán los devanados y el núemro de capas de que constará.

Y en la parta última "ESPESOR TOTAL QUE SE NECESITARA", esta nos dá una idea del espacio que ocuparán los devanados dentro de la ventanilla.

CONSTRUCCION DEL TRANSFORMADOR:
Se tiene ya todo lo referente al diseño y con esta información se procede a la construcción del transformador.

Lo primero que se tiene que hacer es construir la forma donde se colocarán los devanados(embobinados). Esta puede ser de fibra, cartón o papel grueso y resistente. El largo debe de cubrir el largo de la ventanilla(las tiras de aislamiento deben de cortarse del largo correcto para que no queden montados los extremos).

Teniendo esto preparado se procede a enrollar el primario, procurando que quede muy parejo y sin separación alguna y sin que se monte una sobre la otra en la misma capa. Lo mejor para este proceso es un torno adecuado con un cuenta - vueltas y que gire a una velocidad moderada. púedes ingeniartelas para construir uno, los devanados deben de cubrir toda la forma, lo mismo que las capas de aislamiento entre bobinas a fin de evitar que los alambres toquen el núcleo de hierro cuando quede armado el transformador.

Para evitar el paso de disturbios que puedan existir en la línea de C.A. a los secundarios, es recomedable cubrir el primario con una lámina delgada de cobre ( BLINDAJE ELECTROSTáTICO ), separada de este por medio de una capa de material aislante(papel u otro), de preferencia tela especial impregnada que se conoce con el nombre de "Tela imperio".

DEVANADO DEL SECUNDARIO O SECUNDARIOS:

Luego del blindaje electrostático se coloca otra capa aislante y se procede a devanar el secundario de alto voltaje (si lo hubiere) y a continuación los secundarios de bajo voltaje o el secundario de bajo voltaje. Si hay más de un secundario se recomienda colocar una capa de aislamiento entre estos, gruesa después del secundario de alto voltaje yh delgadas entre los de bajo voltaje.

LOs extremos de cada devanado se deben de dejar lo sificientemente largos. si los alambres son muy finos se bede de colocar alambres más gruesos(en los extremos) y soldar las puntas a estos.

Cuando uno o más secundarios requieran de derivaciones, se debe procurar que esta queden en uno de los extremos de la capa para evitar la posibilidad de un corto circuito ocasionado al correr el alambre de la derivación a lo largo del devanado. Sí este es indispensable el tramo atravesado se corre entre el doblez de una tira de cinta de algodón. La derivación se puede obtener de 2 formas: Enrollando 2 bobinas exactamente iguales, una al lado de la otra; o bien, devanando una sobre la otra. En ambos casos las 2 bobinas se conectarán en serie y de esta conexión se saca la derivación central. El primer método presenta mejores características eléctricas, pero el segundo es más fácil de llevar a cabo.

Al terminar de enrollar el secundario o el último secundario, se coloca una fina capa final de aislamiento, misma que puede servir para anclar las puntas de conexión, que previamente se han cubierto con canutillos o forros de colores, para identificarlas.

Cuando se van a emplear terminales montadas en el mismo embobinado, estas pueden remacharse en una hoja delgada de fibra, la cual se asegura al embobinado con cinta aisladora y una capa final de papel adhesivo, en este se puede indicar los voltajes de las terminales, a las cuales se sueldan las puntas de la bobinas. Es recomendable que cuando se terminado de fabricar el tranformador, sumergirlo en barníz aislador, se deja secar y luego se monta en el núcleo.

No está demás decir que las cartas gráficas son para frecuencias de 60 ciclos en la C.A., sin embargo, pueden usarse en el diseño de transformadores para corrientes de 25 ó 50 ciclos, se sigue el mismo procedimiento, pero al obtener los valores del lado cuadrado del corte transversal del núcleo y del número de vueltas por voltio, se debe de multiplicar cada uno de estos valores por 1.3, si el transformador es para 25 ciclos, si fuera para 50, multiplicar por 1.06, todo lo demás es exactamente igual.

Para terminar quiero decir que el uso de la cartas gráfica es muy importante para encontrar el área transversal del núcleo, para esto usamos la carta "vatios de potencia", específicamente el área transversal del núcleo es la parte central si se trata de uno tipo "B", en el caso de los núcleos tipo "D" será cualquiera de sus lados. Si vemos el ejemplo del diseño en la hoja electrónica, en esta carta tenemos 2 líneas, "A" y "B", asi como en la parte de abajo horizontalmente tenemos los vatios de 0 a 100 y la otra de 100 a 10000; en el ejemplo de la hoja electrónica tenemos que nuestro transformador será de 60 vatios, buscamos en la línea "A" 60 hasta encontrar la línea ("A"), luego con una regla buscamos las pulgadas , las cuales estan de forma vertical y nos da 1.1" esta es la dimensión "L" del núcleo para el transformador, no está demás decir que al tratarse de un núcleo con esta área transversal, los lados de este tendrán la mitad (.55")en la parte exterior.

Se que existen programas más completos y exactos en un ciento por ciento, lo que trato con esto es que tengan bases de donde partir para la fabricación de un transformador.

NOTA: Los circuitos aquí publicados, en su mayoría no han sido probados físicamente, el buen funcionamiento o no de los mismos, es responsabilidad del ensamblador.

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