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Cálculo y construcción. Cargador de baterías

Autor: German Selzer
Curso:
10/10 (1 opinión) |685 alumnos|Fecha publicación: 03/06/2011
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Capítulo 3:

 Núcleo de hierro

3.0.  CALCULOS DEL NUCLEO DE HIERRO.

3.1.  Calculo de la sección del núcleo de hierro.

Como hemos dicho anteriormente la sección del núcleo de hierro puede variar entre amplios limites, resultando de ello  mayor o menor rendimiento o mayor o menor costo.

De esto se deducen tres formas  de cálculo empíricas, según el criterio a adoptar que son:

Para transformadores de Calidad:

Formulas. Transformadores de calidad1

Debemos aclarar que como este es un cálculo para un transformador del tipo económico se adoptaran valores de F = 50 Hz, B = 10000 Gs, y D = 3 A/mm2, considerando laminación común, pudiendo eliminarse para el cálculo el núcleo.

En donde:

W = potencia del primario en Watts.

D = densidad de corriente admisible en Amper/mm2. (Ver tablas empíricas).

F = frecuencia de línea en Hertz.

B = flujo máximo de inducción en Gauss. (Ver tablas empíricas).

= perdidas en el hierro según tipo de servicio. (Ver tablas empíricas).

Según lo definido en el Marco Teórico, el núcleo de hierro de nuestro transformador será calculado según el criterio económico, por lo tanto la sección del núcleo de hierro será: Sh = 1.1 x  W = 23,62 Cm2

Redondeando:  Sh = 24 Cm2

3.2.  Determinación del n° de laminación.

Habiendo determinado la sección del núcleo de hierro que necesitamos para nuestro transformador, debemos comprobar que existe en el mercado una laminación de fabricación estándar, para lo cual recurriremos a la Tabla de Nº de Chapas y sus Dimensiones.

Si observamos esta tabla veremos que en la primera columna figuran unos números, que son los números de chapas estándar o normalizadas, que podemos encontrar en un comercio. Este número de chapa, define las dimensiones y pesos que tienen cada una de ellas, encontrando en las distintas columnas con que cuenta la tabla, dichas medidas relacionadas al esquema de su geometría según se puede apreciar.

La medida a buscar en la tabla será el ancho de la sección central de la chapa en forma de “E”, que es la que corresponde a una de las caras de la sección del núcleo calculado, y como la sección calculada es de forma cuadrada esta será:Sh = a x a = a2

a =  =  Cm2  = 4,89 Cm.
RedondeandoSh = 4,9 Cm

Luego llevamos esta valor a mm, ya que la tabla esta en esa unidad (49 mm) y ubicándonos en la columna “a” buscamos es valor, o el valor MAYOR MAS PROXIMO AL CALCULADO, y nos fijamos en la columna de nº de chapa que numero corresponde. En nuestro caso a = 49 mm no se encuentra pero el valor mayor mas próximo es 50 mm, que corresponde a una chapa o laminación nº 600 que es la que usaremos para nuestro transformador.

3.3. Determinación del n° de carrete.

Habiendo ya obtenido el nº de la laminación, nos toca ahora calcular el carrete en donde haremos los arrollamientos del transformador. Usaremos para esto la Tabla de Carretes.

En esta tabla podemos observar el esquema con las medidas correspondientes a carretes de fabricación estándar o normalizada. En este esquema lo que nos interesa son las medidas acotadas como “a” y “h”.

La medida “a” es el ancho del carrete, y corresponde a la medida “a” de la laminación. La medida “h” corresponde a la altura del carrete, y si el núcleo del transformador es cuadrado, corresponderá al mismo valor que “a”. Si buscamos en la tabla en las columnas correspondientes los valores de “a” y de ”h” veremos en la columna Carrete nº , el numero de carrete que corresponde a los datos “a” y “h”, que en nuestro caso “a” = 50mm, “h” =50mm corresponde carrete:nº 600.

Podemos ver en la tabla que existen medidas como 600.1 y 600.2 en las cuales la medida que varia es “h”. Esto se debe a que para algunos números de laminación, existen más de una medida de carretes, lo que nos permite obtener núcleos rectangulares para potencias mayores, aumentando la cantidad de chapas con lo que aumenta la sección del núcleo, usando siempre el mismo número de laminación. Como ejemplo de lo anteriormente dicho si usamos un carrete 600.1, la medida de “h” será ahora de 60mm, con lo que nos da un núcleo de 50mm x 60mm = 3000 mm2(30 cm2) de sección rectangular y de laminación nº 600.

3.4. Correcciones en el núcleo acorde al carrete elegido.

Debemos ahora que conocemos las medidas reales del carrete donde van a ir ubicadas las chapas del núcleo, recalcular la sección del núcleo, ya que este no es igual al calculado sino que algo mayor, ya que el núcleo a alojar en el carrete tendrá ahora 50 mm x 50 mmlo que nos da una sección de:

50 mm x 50 mm = 2500 mm2  o lo que es lo mismo 25 cm2

Esta corrección debe hacerse para no tener errores en el cálculo, ya que este valor será usado en cálculos posteriores.

Dado que las chapas de hierro se comercializan en Kg., es importante también determinar el peso total del núcleo de nuestro transformador. Si volvemos a la Tabla de Nº de Chapas y sus Dimensiones y nos fijamos en la columna que dice “Peso x sección cuadrada del núcleo”, veremos que para la laminación nº 600 le corresponde un peso de: 9,4 Kg.

Habiendo elegido un tipo de laminación común, estas se fabrican en un espesor de 0,5 mm. El núcleo de nuestro transformador posee una sección de 50 mm x 50 mm, por lo que podremos determinar la cantidad de chapas a utilizar de forma muy sencilla:

Cantidad de chapas a utilizar = lado de sección / espesor de chapa

Cantidad de chapas. Mecanica

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