Diseño y construcción de un transformador

1−. INTRODUCCIÓN:
He construido un transformador monofásico a partir de otro transformador quemado. Las características de
este son: 220/24−12 V y 2A en el secundario, la potencia es de 48 VA,.
La calidad de las chapas es de a = 1, y el grosor de las mismas es de 0'45 mm. La inducción magnética es =
10000 Gs. El carrete también lo voy ha construir, ya que no voy a utilizar todas las chapas y el otro carrete
está con el cable quemado, lo haré de baquelita, un material aislante.0
Ahora procederé a realizar los cálculos y luego explicaré el proceso de construcción.
2−. CÁLCULOS:
• Calcularemos la potencia, dependiendo de la Tensión mayor del secundario y de la Intensidad prevista.
P = V2 · I2 = 24 · 2 = 48 V
• Depende de la potencia calcularemos la Sección del Núcleo (Sn).
Sn = a · "P = 1 · "48 = 6'92 cm2 -----• Teniendo el lado B de las chapas y la Sn, calcularemos el lado A y el nº de chapas que colocaremos. Este nº
depende del grosor, que en mi caso es de 0'45 mm.
B 3'6
A · B = Sn ; A · 3'6 = 6'92 cm2 ; A = −−−−− = −−−−−− = 1'92 cm
Sn 6'92
A 1'92
Nº de chapas = −−−−−−−− = −−−−−−−− = 42'6 chapas
Grosor 0'045
• Ahora calcularé la sección. Para calcular la sección del primario necesito la I1. También calcularé el
diámetro del cable, de ambos bobinados.
Primario: P 48
I1 = −−−−−−− = −−−−−−− = 0'22 A
V1 220
I1 0'22
S1 = −−−−−−−− = −−−−−−−− = 0'054 mm2
d4
1
d = densidad de corriente máxima para una potencia de 48 VA.
= = = 0'26 mm
Secundario: I2 2
S2 = −−−−−− = −−−−−−− = 0'5 mm2
d4
= = = 0'8 mm
• A continuación calculare el nº de espiras por voltio, para esta operación utilizare la inducción magnética de
las chapas que es = 10000 Gs, y la Sn = 6'92 cm2, también la frecuencia que aquí es de 50 Hz.
108 108 108
N/v = −−−−−−−−−−−−−−− = −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− = −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− = 6'51
V
4'44 · · f 4'44 · · Sn · f 4'44 · 10000 · 6'92 · 50
N/v = Nº de espiras por voltio
4'44 = Una constante
= Flujo Magnético = · Sn
f = Frecuencia ( Hz )
• Ahora vamos a calcular cuantas espiras hay que hacer para cada bobinado.
Primario:
N1 = N/v · V1 = 6'51 · 220 = 1432'2 espiras
Secundario:
N2,1 = N/v · V2,1 = 6'51 · 12 = 78'12 espiras
N2,2 = N/v · V2,2 = 6'51 · 12 = 78'12 espiras
3−. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN:
Una vez realizados los cálculos, continuaré con el proceso de construcción. Este apartado lo dividiré en cuatro
puntos.
• Construcción del carrete.
Para construir el carrete utilizaremos un material aislante llamado Baquelita. piezas diferentes, donde
Realizaremos tres cada una tendrá su pareja..
2
Estas piezas las dibujaremos en la Baquelita y luego las cortaremos con la sierra, ya bien eléctrica o manual.
Una vez cortadas las uniremos formando el carrete.
• Bobinado del carrete:
Para colocar el carrete en la bobinadora hay que fabricarle un trozo de madera con las medidas iguales a la de
la Sección del núcleo, y hacerle un agujero con el taladro de las medidas del eje de la bobinadora, este agujero
no tiene que ser mas grande, porque sinos nos bailará el carrete.
Antes de empezar a bobinar hay que limar los canto del carrete que quedan a la parte de fuera, donde va
apoyado el hilo, hay que dejarlos mas o menos redondeados, para que no fuerce al hilo y lo corte. Después le
pondremos un trozo de papel aislante. Comenzamos a bobinar del punto al plato en el sentido de las agujas del
reloj. Cuando hemos ido nos toca volver al contrario, las espiras deben estar juntas para que cuando caiga otra
encima no se hunda, sino que se que se quede encima.
Cuando hayamos terminado el primario los extremos de este se dejan fuera, no cortar muy junto al carrete,
hay que dejarle bastante hilo. Le ponemos otro trozo de papel aislante para cubrir el bobinado primario y se le
aplica una capa de barniz aislante. A continuación comenzaremos a bobinar el secundario, cuando hayamos
dado las vueltas necesarias para el primero del secundario el hilo no hace falta cortarlo, sino que sale fuera y
le hacemos un doble bastante largo y continuamos bobinando. Una vez terminado de dar todas las vueltas
necesarias, sacaremos los extremos del secundario como lo hemos hecho en el primario.
Le colocamos un trozo de cartón PRESPAN para tapar el bobinado y donde escribiremos las características
del transformador para evitar confusiones.
Ahora se puede comprobar con el polímetro que los bobinados tienen continuidad y no están en cortocircuito
el primario con el secundario.
• Montaje del núcleo:
Una vez terminado de bobinar el carrete y comprobarlo, tenemos que montar el núcleo del transformador,
utilizaremos las chapas con las que realizamos los cálculos. Habrá que colocarlas de una en una, de dos en
dos, etc., como os guste, pero siempre igual. Primero las introduciremos por un lado y luego por el otro,
alternativamente, también colocaremos las I a continuación de la E (formas de las chapas). Una vez colocadas
todas las chapas necesarias tendremos que aislarlas del resto del transformador con cartón PRESPAN, hay que
sujetar las chapas con tornillos donde estos tienen que estar aislados y unidos entre sí.
Luego fabricaremos un soporte para colocar regletas de conexión y así sujetar los extremos de los bobinados.
También pondremos una placa indicando cuales son las salidas y las entradas con sus tensiones
respectivamente.
• Medida de aislamiento:
Para comprobar que el transformador está aislado de los tornillos y de los bobinados utilizaremos un
polímetro. Comprobando que los tornillos no tengan continuidad con las chapas, para ello habrá que cubrirlos
con un canutillo aislante, y que los distintos bobinados tampoco tengan continuidad ni con las chapas ni con
los tornillos.
Después de medir es la hora de probarlo con tensión, buena suerte y que funcione!!
INDICE
3
1−. INTRODUCCIÓN
2−. CÁLCULOS
3−. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN
4·S
"
"
4 · 0'054
"
4·S
4 · 0'5
"
A
B
x2
A
x2
x2
Forma de cada pieza correspondiente al carrete.
B
1
2
3
4
2
1
B
A
3
El carrete ya montado y sus partes.
5