ES2220151B1

ES2220151B1 - Nucleo de chapa magnetica para transformadores monofasicos de baja potencia.

Info

Publication number: ES2220151B1
Application number: ES200100169A
Authority: ES
Inventors: Aurelio Gomez Vallejo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: EP1233430A1; ES2220151A1

Abstract

Núcleo de chapa magnética para transformadores monofásicos de baja potencia. A partir de una banda continua (1) de chapa y mediante troquelado, se definen en la misma piezas (2-2''), formal y dimensionalmente idénticas entre sí, que forman dos alineaciones longitudinales y marginales, en las que dichas piezas quedan contrapuestas, adoptando cada una de ellas una configuración en "E", asimétrica, cuyas ramas laterales (3-4), de idéntica anchura, coincidente también con la de la rama común (2), es mitad que la anchura de su rama intermedia (5), siendo dichas ramas (3-4) de longitud sustancialmente diferente mientras que la rama intermedia (5) presente una longitud a su vez intermedia, siendo además el distanciamiento entre la citada rama media (5) y las ramas laterales (3-4) coincidente con la anchura de éstas últimas.

Description

Núcleo de chapa magnética para transformadores monofásicos de baja potencia.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un núcleo de los utilizados como circuitos magnéticos en los transformadores monofásicos de baja potencia, formados por apilamiento de diversas chapas de acero magnético, sobre el que se montan los respectivos devanados o circuitos eléctricos, correspondientes a las tensiones de entrada (devanado primario) y de salida (devanado secundario) del transformador.

El objeto de la invención es conseguir la confección del núcleo por medio de dos seminúcleos, formal y dimensionalmente idénticos, formados por el citado apilamiento y que son confeccionados en la misma tase del troquelado y a la medida de apilamiento requerida en cada caso, con un aprovechamiento óptimo de material, al objeto de facilitar por un lado el montaje del núcleo en el transformador y conseguir por otro, y con carácter esencial, una respuesta eléctrica uniforme.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, un transformador monofásico de baja potencia está estructurado mediante un núcleo de acero magnético, a base de una pluralidad de chapas superpuestas, configurando dichas chapas un anillo simple o doble, generalmente rectangular, sobre dos de cuyos lados se establecen sendas bobinas o devanados, de manera que la corriente inductora que pasa a través de uno de ellos se convierte en corriente inducida, en el otro, con la misma o diferente tensión.

Obviamente estos anillos tienen que estar inicialmente abiertos para poder implantar en el seno de los mismos las citadas bobinas, formándose cada capa del núcleo a partir del acoplamiento de dos chapas, de modo que el apilamiento de diferentes capas da lugar al núcleo del transformador.

Específicamente en el ámbito de los núcleos acorazados, en los que se definen dos anillos adyacentes, una solución habitual es partir de una chapa rectangular en la que, mediante troquelado, se definen dos ventanas así mismo rectangulares y alargadas, cuya longitud coincide con la anchura de la placa base, de manera que paralelamente a dichas ventanas se obtienen dos tiras "I" aprovechadas posteriormente, previa fragmentación de la placa base en dos mitades, adoptando cada una de ellas una configuración en "E", que se cierra posteriormente con una de las citadas tiras "I" para configurar el doble anillo perseguido, de manera que se consigue un aprovechamiento integral, es decir un aprovechamiento del 110%, de la chapa metálica de la que se parte.

En esta línea cabe citar con diferencias de detalle pero con la misma estructuración básica, la Patente Europea Nº 671.750, la Patente Japonesa 61-35.505 y la Patente USA 4.827.237.

En todas estas patentes se mantiene como objetivo el aprovechamiento máximo del material disponible, pero en contrapartida presentan dos problemas fundamentales, que se centran esencialmente en los siguientes aspectos:

-: La diferente configuración de las piezas que participan en el núcleo acorazado hace que la respuesta eléctrica no sea uniforme.

-: La participación en cada núcleo acorazado de dos tipos de piezas de diferente configuración y dimensiones requiere de una selección y emparejamiento de dichas piezas, al ser los semi-núcleos diferentes entre sí, con la considerable pérdida de tiempo que ello trae consigo y que repercute en la productividad, tanto en montajes en los que se utilizan máquinas manuales como automáticas.

Por otra parte tanto en la Patente Inglesa nº 1543567 y en configuraciones estándar de tipo
E-I, se presenta el siguiente problema:

-: El núcleo del transformador debe ser confeccionado por el fabricante del transformador, apilando chapa a chapa y alternando las "E" e "I", en un lado y otro del devanado, repercutiendo en un mayor tiempo y lentitud en el proceso de fabricación, acarreando mayores costes productivos.

Frente a estas soluciones, la más generalizada, de utilización de piezas de configuración en "E" y piezas en configuración en "I", son conocidas también soluciones, como las de la Patente Europea 196.406, en la que se obtienen seminúcleos de configuración en "C" y en "T" pero en los que se sigue manteniendo el mismo objetivo de conseguir un máximo aprovechamiento del material disponible y en las que se mantiene también la problemática anteriormente expuesta, en los aspectos comentados.

Descripción de la invención

El núcleo para transformadores monofásicos de baja potencia que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria los citados inconvenientes, de manera que a expensas de un pequeño desperdicio de material, de escasa importancia práctica, se consigue que en cada capa del núcleo acorazado participen chapas formal y dimensionalmente idénticas, que lógicamente, el apilamiento de sucesivas capas va a dar lugar a dos seminúcleos también formal y dimensionalmente idénticos, lo que por un lado facilita de forma muy considerable el proceso de montaje de los mismos, al no requerir de ningún tipo de selección y emparejamiento de piezas, y que por otro lado, y lo que es aún más importante, va a dar lugar a un respuesta eléctrica uniforme y una mayor rapidez en la confección del núcleo, al venir confeccionados los respectivos seminucleos desde la matriz del troquelado a la medida requerida.

Para ello y de forma más concreta, a partir de una banda continua de anchura predeterminada, como es convencional, se procede a un troquelado de la misma, como también es convencional, con el que se consiguen dos alineaciones longitudinales y marginales de piezas idénticas, cada una de las cuales adopta una configuración aproximadamente en "E", cuya rama media es de anchura doble que sus ramas laterales, cuyas ramas laterales son acusadamente desiguales en longitud, una más larga y otra más corta que su rama media y cuya rama común presenta a su vez una anchura coincidente con la de sus ramas laterales, las cuales quedan distanciadas de su rama media en una magnitud a su vez coincidente con su propia anchura.

De esta manera y partiendo como anteriormente se ha dicho de una chapa continua de anchura apropiada, se obtienen piezas contrapuestas, desfasadas longitudinalmente, donde la rama lateral mayor de cada una de ellas se obtiene a expensas del espacio vacío que deja la pieza enfrentada entre su propia rama lateral mayor y su rama intermedia y donde la rama intermedia de cada pieza se obtiene en el espacio que a su vez deja libre la rama lateral y más corta de la pieza enfrentada.

Esto permite la obtención de piezas formal y dimensionalmente idénticas entre sí, con un desperdicio de material mínimo, que resulta perfectamente asequible frente a las ventajas que desde el punto de vista funcional y de montaje se obtienen con la nueva disposición.

Por lo demás y como es también habitual, las citadas ramas laterales e intermedias de esta pieza única en "E" asimétrica podrán estar dotadas en sus extremos de escotaduras y protuberancias complementarias que faciliten y aseguren el montaje de los dos seminúcleos.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra, según una representación esquemática en planta, una banda continua de chapa debidamente señalizada de acuerdo con el troquelado previsto para la misma, para la obtención de un núcleo realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, en la que con diferentes rayados se muestran las distintas chapas obtenidas en dicho troquelado y los residuos o desperdicios.

La figura 2.- Muestra una representación aislada y también en planta de una de las chapas participantes en el núcleo y obtenida de la banda continua de la figura anterior.

La figura 3.- Muestra, finalmente, dos chapas como la de la figura anterior, debidamente interacopladas entre sí formando parte del núcleo del transformador.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como para la obtención de un núcleo de chapa para transformadores monofásicos de baja potencia, de acuerdo con la invención, se parte de una banda continua de chapa (1) sobre la que se van a troquelar una pluralidad de piezas (2-2') que van a formar dos alineaciones longitudinales y marginales en el contexto de la banda continua (1), donde unas y otras quedan desfasadas longitudinalmente y entrelazadas para un mejor aprovechamiento del material, adoptando cada una de estas piezas (2-2') una configuración en "E", asimétrica, con una de sus ramas laterales (3) considerablemente mas larga que su otra rama lateral (4), pero de idéntica anchura, con una rama intermedia (5) de longitud a su vez intermedia entre las dos anteriores pero de una anchura doble, y definiéndose entre la citada rama media (5) y las ramas laterales (3-4), espacios (6) de anchura coincidente con la de las propias ramas laterales (3-4), de manera que cada rama lateral mayor (3) de una de estas piezas se obtiene a partir del espacio vacío (6) que va a definirse en la pieza contrapuesta (2'), entre su rama lateral mayor (3') y su rama intermedia (5'), mientras que cada rama lateral más corta (4) se obtiene simultáneamente y en situación de enfrentamiento a la rama intermedia (5') de la pieza contrapuesta (2'), como se observa perfectamente en la figura 1, definiéndose como retales o desperdicios pequeños sectores rectangulares (7) y (8), uno entre cada dos piezas (2-2') marginalmente alineadas y el segundo en la obtención del vano o espacio (9), conjunto, definido entre la rama lateral menor (4) y la rama intermedia (5) y las (4'-5') de la pieza (2') transversalmente enfrentada.

Teniendo en cuenta que la rama común de cada pieza (2-2'), que se corresponde con esta misma referencia, presenta una anchura coincidente con la de las ramas laterales (3-4), resulta evidente que para la obtención de este tipo de piezas es necesario partir de una banda continua (1) cuya anchura sea coincidente con el sumatorio entre la longitud de una de las ramas mayores (3) y el espesor de la rama común (2) de tales piezas.

Por lo demás y en la propia operación de troquelado se obtendrán, sobre la extremidad libre de la rama mayor (3-3') de estas piezas sendas escotaduras (10), centradas, sobre la extremidad libre de sus ramas menores (4-4') sendas expansiones similares (11), también centradas, y sobre la extremidad libre de su rama media (5-5') una escotadura (10) y una proyección (11) para que, en el montaje de dos cualesquiera de dichas piezas, tal como muestra la figura 3, se consiga un acoplamiento machihembrado entre ellas que mejore la estabilidad del núcleo acorazado.

De este modo, el circuito obtenido por el acoplamiento de dos semicircuitos ("E" asimétricos), se corresponde en su totalidad a las medidas y proporcionalidad existente en los circuitos para transformadores, según las normativas vigentes para los tipos
E-I.

Claims

1. Núcleo de chapa magnética para transformadores monofásicos de baja potencia, del tipo acorazado en el que se establecen dos semi-núcleos que, tras recibir a las correspondientes bobinas, se interacoplan formando un anillo doble, caracterizado porque en dichos semi-núcleos participan piezas (2-2') formal y dimensionalmente idénticas entre sí, materializadas en una chapa de configuración en "E" asimétrica, cuyas ramas laterales (3-4), idénticas en anchura y con la misma anchura que su rama común (2), son acusadamente desiguales en longitud, mientras que la rama intermedia (5) presenta una longitud a su vez intermedia de las anteriores y una anchura doble que la de éstas últimas, estando dicha rama intermedia (5) distanciada de las ramas laterales (3-4) en una amplitud coincidente con la anchura de éstas últimas.

2. Núcleo de chapa magnética para transformadores monofásicos de baja potencia, según reivindicación 1ª, caracterizado porque las citadas chapas o piezas (2-2'), obtenidas mediante troquelado a partir de una banda continua (1) de chapa, se posicionan sobre ésta última de manera que la rama lateral mayor (3) de una de ellas queda alojada en el espacio (6) definido entre la rama lateral mayor (3') de la pieza (2') lateralmente enfrentada y su rama media (5'), mientras que la citada rama media (5) de una cualquiera de estas piezas (2) queda enfrentada a la rama lateral y más corta (4') de la pieza lateralmente enfrentada (2'), definiéndose dos alineaciones marginales de piezas (2-2'), parcialmente interacopladas, en las que dichas piezas quedan desfasadas longitudinalmente y distanciadas entre sí, dentro de cada alineación, mediante pequeños sectores desechables (7) de dimensiones coincidentes con las de la rama lateral menor (4) de una de tales piezas, a la vez que entre dos de tales piezas (2-2'), lateralmente o adyacentes, se define otro retal o residuo rectangular (8) ligeramente mayor que el anterior.

3. Núcleo de chapa magnética para transformadores monofásicos de baja potencia, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto las ramas laterales (3-4) como la rama intermedia (5) de las citadas piezas (2-2'), incorporan en su extremidad libre escotaduras (10) y proyecciones (11) que permiten el acoplamiento machihembrado entre semi-núcleos para la definitiva obtención del núcleo acorazado.