calculo de electroimanes
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CALCULO DE ELECTROIMANES Estos elementos están compuestos por un núcleo de material magnético y una bobina
F1
Laminación en forma de E con bobina en su rama central sin material en el cierre magnético
Este tipo de electroimán se utiliza imitando a un imán en su comportamiento siendoaplicado para atrapar piezas de material magnético, sujeción de piezas(plato electromagnético) desmagnetizado de piezas, etcEl calculo de estos elementos es muy complejo y por lo general se utilizan formulas concomponentes provenientes de ensayos de aproximaciónSi van a funcionar en C Continua o Alternada y con o sin entrehierro las formas de calculoson distintas.Veamos la forma mas simpleUn electroimán con núcleo en forma de U y un cierre en forma de T utilizado en los llamadoselectroimanes tragantes
Electroimán tragante con sus tres componentes
El calculo del mismo para ser utilizado en C Alterna es similar al calculo de un transformador
Se puede calcular partiendo del consumo en vatios para determinar la medida del núcleo/Consideramos que 1 vatio - segundo = 0.102 Kgm
Fijemos el consumo en 100 vatios
La sección de la rama central de la T será S = 1,1 x ^ 100 = 11 cm2 de sección
El valor de vueltas por voltios es 22500 /F x B x S
F es frecuencia B en kilogauss y S sección = 22500/50 x 9 x 11 =4.5 vueltas por voltio
El numero de vueltas es tensión E x VPV vueltas por voltio
Alimentamos con 220 Voltios = 220 x 4,5 = 990 vueltas
De que diámetro de alambre 220 voltios a 100 vatios es W = E/I = 220 / 100 = 2.2 Amp
Para 2,2 Amp a 3 Amp por mm2 = 2.2 / 3 = 0.73 mm2 de sección = 1 mm diámetro En este tipo de electroimán su posición de reposo es cerrado y la carrera útil de la pieza T es de 25 mm
Al estar abierto la corriente puede llegar a ser 4 veces la de la posición cerrada por la falta
de cierre de su circuito magnético por lo que no pueden quedar abiertos por mucho tiempo
y este es el motivo mas común de su quemado Si se desea haciendo clic en trafo se puede bajar un programa de calculo de 438 Kb de tamaño
TRAFO
ELECTROIMANES PORTANTES
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Supongamos necesitar un electroimán circular de una fuerza de tracción (fuerza portante) de 1000 Kb la fórmula nos da la sección del núcleo F = (B1/5000)^ S x Kg.
Energía aplicada estimamos en B1 (centro) en gauss = 12000
Energía aplicada estimamos en B2 (perímetro) = 6000
El centro del núcleo soporta los 2/3 del esfuerzo y los laterales 1/3 por lo tanto 2/3 de 1000 Superficie núcleo = 660 Kg. ---> S1 = 660 / (12000/5000)^ = 115 cm2
1/3 de 1000 = 340 Kg. ---> S2 = 340 / (6000 /5000)^ = 237 cm2
Fijemos el diámetro externo de la bobina e interior del borde = Di = 40 cm En ese caso el diámetro externo del borde será De =[ raíz ^ (4 / S2) / 3.1416] + Di ^ = 43 cm Considerando que la carga no estará siempre en contacto directo con la superficie estimamos la separación en 8 mm = I1 = 0.8
Los Amp/Vueltas = I x N1 = B1 / 1.256 x I1 = 12000 / 1.256 x .8 = 7750 Av
En el segundo caso tenemos I x N2 = 6000 / 1.256 x 0.8 = 3825 Av.
IN totales = 7750 + 3825 + 5% perdida = 11975 ~ 12000
El diámetro medio de una vuelta es Dm = Di + D / 2 = 0.28 m
La densidad de la corriente = d = 2amp x mm2
Con la formula de la potencia transformada en calor en la bobina
tenemos Pp =I^ x R =IN x Dm x 2 x 0.02 x 3.14 = 429 W
Con una tensión de 220 Voltios la corriente I será = 420 / 220 = 1.9 Amp
El numero de vueltas es = N = 12000 / 1.9 = 6320 vueltas
Como d = 2 mm2 la sección del alambre es = s = I / d = 1.9 / 2 = 0.96 mm2
El diámetro del alambre desnudo es 1.1 mm
Considerando la aislacion necesaria tenemos un factor de espacio de f = 1.3
El cuerpo del arrollamiento es =
IN x 4 x f ^ / d x 3.14 = 12000 x 4 x 1.67 / 2 x 3.14 = 12800 mm2
El ancho de la bobina es a = 44 -12 / 2 = 160 mm
La altura del arrollamiento es H - 12800 / 160 = 80 mm
TENEMOS YA LOS DATOS PARA PODER CONSTRUIR EL ELECTROIMÁN