LABORATORIO DE SISTEMAS DINÁMICOS CONTROLABLES (FCFM- BUAP)

PROCESO DE ELABORACIÓN DE UNA BOBINA ELÉCTRICA PARA UN ALTERNADOR DE FLUJO AXIAL Sean de nuevo bienvenidos, en este caso particular, se trata de realizar físicamente una bobina con las siguientes características: Alambre magneto calibre 14 AWG Número de vueltas total por bobina: 75 Altura de la bobina: 1.7 cms. De acuerdo con los datos mostrados y sin tomar en cuenta de donde salieron, se trata como se vuelve a repetir, de darle forma física al enrollado o devanado del alambre por lo tanto, comencemos. Consultando una tabla de calibres para alambre magneto, se obtiene el diámetro de este calibre y en su caso, será de 1.63 mm. Veamos;

Tabla de calibres de alambre magneto

Por otro lado, de acuerdo a la altura o profundidad dada para la bobina, podemos calcular cuanta vueltas caben en esa altura, obtengámosla: 1.7 cms./1.63mm.=17mm./1.63mm.=10.42 Si nos vamos a la realidad tenemos que, pueden caber de 9 a 10 vueltas, esto será bueno debido a la rigidez del alambre para amoldarlo a la base de apoyo. Entonces, en una capa cabrán de 9 a 10 vueltas. Consideremos 10 vueltas para un valor fijo, pero como son 75 vueltas en total tendremos; 75 vueltas /10 (vueltas / capa) =7.5 capas esto es; 7 capas completas y la mitad de la capa 8 Como siguiente paso es necesario, conocer que forma va a tener la base de apoyo para el enrollado y en nuestro caso en particular, será en forma de trapecio con la misma altura de la bobina a realizar. Percibámoslo mejor con las siguientes imágenes:

Base en forma de trapecio para el enrollado

Base dibujada con la misma longitud de la bobina

Base real

Enrollado total y con la base incluida

Vista superior dibujada del enrollado total (Todo perfecto)

Enrollado real (Obsérvese la curvatura del alambre debido a su rigidez)

Para realizar dicho devanado, se debe tener un medio en el cual se monte la base y se pueda girar y así darle cause al alambre al ser enrollado, respetando la altura permitida por esta en todas sus capas. Por lo tanto se requiere de una embobinadora que cumpla con estos requisitos pero, no es la misión de nuestro diseño entonces, tomémoslo como un medio ya incluido es decir ya contamos con ella. Pero puede formar parte para otro tema de cómo desarrollarla. Aunque el alambre magneto ya trae un baño de esmalte aislante es necesario, contar con un líquido especial que nos va a servir como aseguramiento de que no va a existir alguna fuga de corriente a través de los devanados a realizar, para esto incluiremos un bote con barniz aislante. Este barniz mencionado no es como el usado para madera sino, es muy especial y se puede adquirir en los comercios donde se vende alambre magneto. Como complemento, también se requiere de un aplicador o brocha delgada para depositar el barniz en cada capa.

Para dar una idea más clara, a continuación se muestran imágenes de la embobinadora así como del barniz especial.

Embobinadora completa en diferentes vistas

Podemos quitar el disco móvil para poder colocar la base para el enrollado

Base instalada

Fijación de la base por medio del disco móvil

Base preparada para enrollar el alambre

Barniz aislante

Para comenzar la primera capa, se deja un tramo libre de alambre para poder hacer las conexiones finales cuando la bobina ya esté terminada. Se amarra este a través del tornillo sujetador del disco móvil para que el alambre a enrollar no se resbale. En seguida principia la primera vuelta, teniendo cuidado de que quede lo más asentada posible a la base es decir, que no quede floja porque de lo contrario ya puede empezar a haber robo de espacio y esto ocasionaría que no se cumpla el número de vueltas estipulado por capa. Se puede ir asentando el alambre con una barra delgada de madera resistente a la presión, se pide de este material para que al presionar, no se lastime el esmalte. Veamos con estas imágenes:

Tramo libre de alambre

Se amarra al tornillo sujetador del disco móvil

Cuando se termine el enrollado de la primera capa, se aplicará barniz uniformemente en toda la superficie de ésta, dejando que seque bien para empezar con la siguiente y así hasta terminar todas. Una vez terminadas estas, dejamos otro tramo libre de alambre también para conexiones finales Mostrémoslo:

Creación de la primera vuelta, bien asentada

Continuación de las demás capas y barnizado

Primera capa terminada y aplicación del barniz

Terminado de la última capa

Barnizado final de esta

Una vez terminadas todas las capas, esperamos a que seque perfectamente el barniz. Posteriormente, desanclamos el amarre hecho al principio, en el tornillo sujetador del disco móvil.

Enseguida aflojamos el tornillo sujetador para poder retirar el disco móvil y con mucho cuidado vamos despegándolo de la bobina con ayuda de una charrasca, teniendo la precaución de que no se raspe el esmalte.

Retiro del tornillo sujetador

Bobina liberada del disco móvil

Ahora procedemos a despegar la bobina del disco fijo, cuidadosamente con la misma charrasca.

Y dejamos totalmente libre la bobina, retirándola.

Retiro del disco móvil

Por último, le damos cause a ambos tramos libres de alambre de tal manera que, los orientemos a una posición en que puedan ser interconectadas bobina con bobina y para fijarlos, los amarramos con hilo resistente.

Bobina retirada con sus tramos libres Orientación de los tramos e inicio del amarre Terminados todos los amarres requeridos, damos un baño general de barniz en toda la superficie de la bobina, esperamos a su secado y listo.

Dos vistas diferentes de la bobina terminada Así de esta manera se procede a elaborar las bobinas restantes, para que una vez terminadas, se comience a la realización conjunta del sistema transductor de voltaje de nuestro alternador.

Como comentario anexo, la base para el enrollado, puede ser hecha de plástico o de madera, en este caso se realizó de material plástico con la colaboración de una impresora 3D. Por otro lado, las bobinas tienen esta forma, debido a que cada una se va a disponer en posición radial y así lo exige este tipo de montaje. Como último punto, visualicémoslo para darnos una mejor idea:

Bobinas, dispuestas en posición radial Gracias por su atención, espero les haya gustado este tema práctico. Laboratorio de Sistemas Dinámicos Controlables FCFM-BUAP Responsable: Dr. W. Fermín Guerrero Sánchez Soporte Técnico: Juan Carlos Amador Becerril [email protected] Área de Ingeniería Inversa