MÉTODO DE ENSAMBLAR UN TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TRIFÁSICO
Campo dß la Invención La presente invención se refiere al campo de los transformadores de corriente, y particularmente a un método para hacer y ensamblar un transformador de corriente trifásico para instalación en una tarjeta de circuito impreso. Antecedentes de la Invención Se conoce en la industria ensamblar transformadores de corriente para una aplicación particular, tal como instalación en tarjetas de circuito impreso. Para transformadores de núcleo laminado, este proceso ha incluido el ensamble de las laminaciones del núcleo de dos piezas en forma de C o de E por estacado o remachado, enrollar la bobina, colocar la bobina en una pata del núcleo, cerrar el núcleo instalando un puente en I que es encolado, estacado o remachado al núcleo, montar el transformador ensamblado sobre una tarjeta de circuito impreso pre-ensa blada y soldar las terminales de bobina a la tarjeta de circuito impreso. Para un transformador de corriente trifásico, el proceso anterior es llevado a cabo tres veces. Como alternativa, tres transformadores de corriente pre-ensa blados pueden ser ensamblados sobre un portador de transformadores que es entonces unido a la tarjeta de circuito impreso pre-ensamblada después de lo cual las terminaciones de bobina del transformador son soldadas a la tarjeta de circuito impreso. Estos procesos implican varios procedimientos de pre-ensamble o sub-ensambles que no son efectivos desde el punto de vista de costos para el producto final. Seria por tanto deseable eliminar muchos de los pasos de pre-ensamble que consumen mucho tiempo y sub-conjuntos para producir una tarjeta de circuito impreso ensamblada, efectiva con transformadores de corriente. Compendio de la Invención La presente invención incorpora un transformador de corriente de núcleo de laminación continuo con una bobina enrollada por giro como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos (expediente del abogado No. RLC-41), intitulada "Method for High Speed Spin Winding of a Coil About a Continuous Lamination Core", presentada en la misma fecha que la prioridad para la presente, y la cual se incorpora en la presente por referencia. Los transformadores producidos por este método no requieren pre-ensamble del núcleo de laminación continuo y tienen pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso unidos antes de enrollar la bobina alrededor de la pata del núcleo del transformador. Tres transformadores producidos por este métodos son colocados lado por lado en un portador de transformadores, tal que las patas de núcleo del transformador central traslapen adyacentes a las patas de núcleo de los dos transformadores externos y los pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso sean recibidos en manguitos parados formados integralmente a partir del portador de transformadores. Las patas de núcleo traslapadas y el portador de transformadores son simultáneamente remachados en forma conjunta, de esta manera formando un conjunto de transformador de corriente trifásico. Este conjunto es entonces ajustado elásticamente sobre una tarjeta de circuito impreso por medios formados integralmente a partir del portador de transformadores. Al ajustarse elásticamente el conjunto de transformador en la tarjeta de circuito impreso, los pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso son recibidos en agujeros provistos en la tarjeta de circuito impreso para conexión eléctrica. Remaches largos son insertados a través de agujeros en las patas externas de los dos núcleos de transformador externos, a través de manguitos parados del portador de transformadores y agujeros en la tarjeta de circuito impreso. Los componentes eléctricos, los pasadores de terminación de la tarjeta de circuito impreso del transformador, y los remaches pueden entonces soldarse por onda de manera simultánea a la tarjeta de circuito impreso. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista explotada de un núcleo de laminación sólido o continuo y una bobina de dos piezas con pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso de acuerdo con la presente invención. La figura 2 es una vista lateral de un transformador ensamblado con pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso en la posición de enrollamiento de acuerdo con la presente invención. La figura 3 es una vista lateral de un transformador ensamblado con pasadores terminales de tarjeta de circuito impreso en la posición de montaje extendida de la tarjeta de circuito impreso de acuerdo con la presente invención. La figura 4 es una vista en sección transversal de una pata de núcleo con bobina ensamblada y cojinetes de bobina en su lugar. La figura 5 es una vista isométrica del cojinete de bobina mostrando la superficie de bobina de acuerdo con la presente invención. La figura 6 es una vista superior de un transformador trifásico ensamblado de acuerdo con la presente invención. La figura 7 es una vista frontal de un transformador trifásico ensamblado de acuerdo con la presente invención y conectado eléctricamente a una tarjeta de circuito impreso común por terminales de tarjeta de circuito impreso. La figura 8 es una vista isométrica de un portador de transformador trifásico de acuerdo con la presente invención. La figura 9 es una vista explotada de un conjunto de transformador trifásico con portador de transformador de acuerdo con la presente invención. Antes de que se explique en detalle una forma de realización de la invención, se entenderá que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de otras formas de realización y de ser puesta en práctica o llevada a cabo de diversas otras maneras. Asimismo, se entenderá que la fraseología y terminología usadas en la presente son para fines de descripción y no deben considerarse como limitativas. Descripción de la Forma de Realización Preferida La figura 1 ilustra una vista explotada de un transfor-mador de núcleo de laminación continuo teniendo una bobina enrollada por giro de alta velocidad de acuerdo con la presente invención y generalmente indicada por el número de referencia 10. El transformador 10 incluye un núcleo de laminación continuo 14 teniendo una ventana 18 definida por patas de núcleo integrales 22. El núcleo 14 puede tener una forma generalmente cuadrada o rectangular tal que la ventana 18 definida por el núcleo 14 también tenga una forma generalmente cuadrada o rectangular. El transformador 10 también incluye una bobina 26 instalada alrededor de una de las patas de núcleo 22 sobre la cual se enrollará la bobina. La bobina 26 puede hacerse de dos mitades 28 que son ensambladas alrededor de una de las patas 22. La bobina 26 también puede ser construida de una sola pieza moldeada teniendo una articulación integral que une dos mitades de forma similar. En la forma de realización preferida, las mitades de bobina 28 son provistas con medios formados integralmente para ser ajusta-das elásticamente de manera conjunta cuando se instalan en la pata de núcleo 22. La bobina 26 incluye una primera pestaña 30, la cual es de forma generalmente circular, y una segunda pestaña 34, la cual es de una forma generalmente cuadrada. Las pestañas primera y segunda, 30 y 34 respectivamente, se extienden hacia afuera de y generalmente perpendiculares a una base de bobina generalmente tubular 38 que separa las dos pestañas 30 y 34. La base de bobina tubular 38 define un pasaje 40 que tiene un diámetro interno dimensionado tal que la bobina 26 pueda girar libremente alrededor de la pata 22 del núcleo del transformador 14. Cada una de las pestañas primera y segunda, 30 y 34 respectivamente, incluye una superficie que mira hacia afuera 42. Una hendidura concéntrica 46 que tiene una superficie interna biselada 48 es definida en cada una de las superficies que miran hacia afuera 42. Un engrane circunferencial 50 es también definido en la superficie que mira hacia afuera 42 de la primera pestaña 30. La segunda pestaña 34 define dos pasajes 54 que generalmente son paralelos entre si y pasando a través de la pestaña 34 tal que una porción generalmente igual de cada pasaje 54 sea definida en cada mitad 28 de la pestaña 34. Cada uno de los pasajes 54 está dimensionado para recibir holgadamente un pasador terminal 58 de tarjeta de circuito impreso que funciona como una terminal para el alambre de bobina y una conexión eléctrica a una tarjeta de circuito impreso, como se muestra en la figura 5. Los pasadores terminales 58 de la tarjeta de circuito impreso también ayudan a asegurar conjuntamente las dos mitades de embobinado 28 durante el proceso de enrollamiento de bobina. La bobina 26 es instalada sobre la pata de núcleo 22 seleccionada colocando una mitad de bobina 28 en un lado de la pata de núcleo 22 seleccionada y la otra mitad de bobina 28 en el otro lado de la pata 22 seleccionada, de manera tal que las pestañas 30 y 34 de cada mitad 28 estén alineadas de manera apropiada y luego ajustando elásticamente las dos mitades 28 en forma conjunta. Los pasajes 54 en cada una de las dos mitades 28 de la segunda pestaña 34 estarán alineados tal que pasen completamente a través de la segunda pestaña 34. El núcleo 14 con la bobina 26 unida es colocado en un aditamento donde un pasador terminal 58 de tarjeta de circuito impreso es oprimido de manera soportable hacia cada uno de los dos pasajes 54. Los pasadores terminales 58 de tarjeta de circuito impreso son soportados a lo largo de su longitud durante el proceso de inserción para impedir el rizado. Cuando se inserta de manera apropiada, el punto medio de cada pasador terminal 58 de tarjeta de circuito impreso debe coincidir con la linea de apareamiento de las dos mitades de bobina 28, con ello permitiendo que la bobina 26 con los pasadores terminales 58 de tarjeta de circuito impreso insertados giren libremente alrededor de la pata de núcleo 22 y dentro de la ventana de núcleo 18, como se muestra en la figura 2. El núcleo del transformador 14 con la bobina 26 insta-lada es colocado en un aditamento de enrollamiento, el cual sujeta firmemente el núcleo 14 para impedir movimiento durante el proceso de enrollamiento. Como se muestra en la figura 4, dos cojinetes de bobina 62 están colocados de modo tal que uno esté inmediatamente adyacente a cada una de las superficies que miran hacia afuera 42 de cada una de las dos pestañas de bobina 30 y 34. Como se muestra en la figura 5, cada uno de los cojinetes de bobina 62 tiene un relieve 66, el cual está dimensionado para recibir de manera deslizable una porción del núcleo del transfor-mador 14 inmediatamente adyacente a las pestañas de bobina 30 y 34. Los relieves 66 proporcionan colocación apropiada de los cojinetes 62 con respecto del eje de la pata 22 alrededor del cual va a girar la bobina 26. El relieve 66 también ayuda a mantener las laminaciones no ensambladas del núcleo 14 en posi-ción durante el proceso de enrollamiento. Cada cojinete 62 también incluye una superficie de cojinete 70 la cual tiene un lomo circunferencial que se extiende hacia afuera 74 con una superficie interior biselada 76. Los lomos circunferenciales 74 son formados tal que sean complementarios a las hendiduras concéntricas 46 en las pestañas 30 y 34. Las superficies internas biseladas 48 de las hendiduras 46 y las superficies internas biseladas 76 de los lomos 74 ayudan a centrar la bobina 26 alrededor de la pata de núcleo 22. Cada superficie de cojinete 70 y su lomo circunferencial 74 es altamente pulido para reducir la fricción entre las superficies de cojinete 70 y las superfi-cies que miran hacia afuera 42 de las pestañas 30 y 34 durante el proceso de enrollamiento por giro de alta velocidad. Cuando los cojinetes de bobina 62 son colocados de manera apropiada, los lomos circunferenciales 74 serán centrados alrededor del eje de la pata de núcleo 22 y recibidos parcialmente dentro de las hendiduras concéntricas 46 de las pestañas de bobina 30 y 34. Un pequeño espacio es mantenido entre las superficies de cojinete 70 de los cojinetes de bobina 62 y las superficies que miran hacia afuera 42 de las pestañas de bobina 30 y 34. Las superficies de cojinete 70 son provistas con pequeñas compuertas 78 para descargar aire a baja presión hacia el pequeño espacio entre las superficies de cojinete 70 y las superficies que miran hacia afuera 42 de las pestañas de bobina 30 y 34. El flujo de aire a baja presión actúa tanto como un enfriador para las superficies de cojinete 70 como un cojin entre las superficies de cojinete 70 y las superficies que miran hacia afuera 42 de las pestañas de bobina 30 y 34 durante el proceso de enrollamiento por giro de alta velocidad. Al iniciar el proceso de enrollamiento de bobina, un engrane de impulso vincula el engrane circunferencial 50 sobre la primera pestaña 30 de la bobina 26. La bobina 26 es girada a una posición de Índice donde los pasadores terminales 58 están en una posición conocida. Como un alambre de bobina fino está siendo enrollado en la bobina 26, se prefiere que los extremos guia y posterior sean reforzados, es decir que múltiples filamentos de alambre sean trenzados de manera conjunta para resistencia adicional. El reforzamiento es realizado por un alimentador de alambre de bobina que también termina el extremo guia del alambre de bobina envolviendo el extremo de alambre reforzado alrededor de uno de los pasadores terminales 58 de tarjeta de circuito impreso. Después de terminar el alambre de bobina, el alimentador de alambre de bobina se mueve a la posición inicial sobre la base de bobina 38 al comenzar a hacer girar a la bobina 26 a alta velocidad el engrane de impulso. Al girar la bobina, alambre de bobina es jalado del alimentador de alambre de bobina el cual se mueve de ida y vuelta entre las pestañas de bobina primera y segunda, 30 y 34 respectivamente, con ello produciendo una bobina enrollada de manera uniforme. Al acercarse el número deseado de revoluciones, se reduce rápidamente la velocidad de la bobina hasta el reposo dentro de unas cuantas revoluciones . El alimentador de alambre refuerza una porción del extremo de terminación del alambre de bobina, envuelve el extremo de terminación reforzado alrededor del otro pasador terminal 58 de la tarjeta de circuito impreso, y corta el alambre, dejando suficiente alambre reforzado para terminar el extremo guia de la siguiente bobina por enrollarse. El transformador es removido del aditamento de enrollamiento y los pasadores terminales 58 de tarjeta de circuito impreso son empujados de manera soportable hacia un lado de la pestaña de bobina 34 de modo que la longitud deseada del pasador terminal 58 de tarjeta de circuito impreso se extienda hacia afuera del lado opuesto de la segunda pestaña de bobina 34. Usando este proceso, el tiempo requerido para ensamblar la bobina 26 en la pata de núcleo 22 y enrollar una bobina de 8,000 vueltas de alambre fino en la bobina es de aproximadamente 90 segundos. Como se muestra en las figuras 6 y 7, puede hacerse un transformador trifásico tomando tres transformadores 62, 66 y 70, cada uno ensamblado de la misma manera que el transformador 10 antes descrito, y colocándolos lado con lado tal que las patas de núcleo 22 adyacentes a la bobina 26 del transformador central 66 traslapen con las patas de núcleo internas 22 de los dos transformadores externos 62 y 70. Las patas traslapadas 22 de los tres núcleos 14 de transformador son fijadas conjuntamente por medio de sujetadores mecánicos tales como remaches 74 o sujetadores similares. En la forma de realización preferida, un portador de transformador moldeado 78, como se muestra en las figuras 8 y 9, formará la base de un conjunto de transformador trifásico 82. El portador de transformador 78 es de preferencia hecho de un material eléctricamente aislante y define tres tubos 86 que recibirán los conductores eléctricos del circuito primario. Los transformadores 62, 66 y 70 son colocados individualmente en el portador de transformador 78 tal que la ventana 18 de cada uno de los transformadores adyacentes 62, 66 y 70 reciba uno de los tubos 86. El portador de transformador también define varios manguitos parados 90, algunos de los cuales recibirán las termi-nales 58 de tarjeta de circuito impreso al colocarse los trans-formadores 62, 66 y 70 en el portador de transformador 78. Las patas de núcleo 22 traslapadas de los transformadores 62, 66 y 70 son remachadas juntas en forma simultánea y al portador de transformador 78 por medio de remaches 74, de esta manera forman-do el conjunto de transformador trifásico 82 preferido. El portador de transformador 78 también incluye un par de retenes generalmente paralelos, formados integralmente 94, cada uno teniendo una pestaña que mira hacia adentro 98 en su extremo distante. Los retenes 94, en cooperación con los manguitos parados 90, permiten el portador de transformador 78 sea unido de manera elástica a una tarjeta de circuito impreso 102. Los retenes 94 son recibidos dentro de un par de agujeros 106 definidos por la tarjeta de circuito impreso 102 tal que las pestañas 98 vinculen un lado de la tarjeta de circuito impreso 102 al vincular los extremos distantes de los manguitos parados 190 el otro lado, con ello capturando la tarjeta 102 entre las pestañas 98 y los manguitos parados 90. La tarjeta de circuito impreso 102 también define agujeros 110 para recibir los tubos 86 al ajustarse elásticamente el conjunto de transformador 82 sobre el tarjeta de circuito impreso 102. Después de ajustar elásticamente el conjunto de transformador 82 en su lugar sobre la tarjeta de circuito impreso 102, se pasan remaches mas largos 114 a través de las laminaciones de los dos transformadores externos 62 y 70, los manguitos parados 90 y la tarjeta de circuito impreso 102. Al soldarse por ondas los componentes eléctricos a la tarjeta de circuito impreso 102, las terminales 58 de la tarjeta de circuito impreso y los remaches 114 también son soldados a la tarjeta de circuito impreso 102, de esta manera fijando el conjunto de transformador 82 a la tarjeta de circuito impreso 102. También puede ser deseable colocar un adhesivo entre las bobinas de transformador y el portador de transformador 78 para protección adicional contra vibraciones y choques .