Especificaciones Técnicas del Hilo Esmaltado, Aislamiento y Equipos Esenciales para Bobinado
Características del Hilo Esmaltado
El hilo esmaltado es fundamental en la fabricación de bobinas y devanados. Sus propiedades clave son:
Diámetro
Los hilos esmaltados se clasifican por su diámetro, a diferencia de los conductores convencionales, que se distribuyen por su sección en milímetros cuadrados.
Tipo y Espesor del Esmalte
Suelen fabricarse con barnices de poliéster, poliuretano o polieterimida. El espesor del esmalte se define según su tensión de ruptura y se clasifica en tres grados (1, 2 y 3). Cuanto mayor sea el grado, mayor es el grosor del esmalte y la tensión de aislamiento.
Valor Térmico
Indica la temperatura máxima a la que puede trabajar el aislante durante 20.000 horas. Si se trabaja a menor temperatura, aumenta la vida útil del conductor. Los valores térmicos más comunes son: 90, 105, 130, 155, 180, 220 y 250 °C.
Soldabilidad
Mide la capacidad del conductor para unirse a otros materiales mediante soldadura. Se expresa con el tiempo (s) y la temperatura (°C) necesarios. Ejemplos: 2,0 s/390 °C, 0,3 s/370 °C, 0,2 s/390 °C.
Peso
El hilo esmaltado se vende por peso (kg), no por longitud, aunque los fabricantes suelen indicar cuántos metros contiene aproximadamente 1 kg.
Resistencia Eléctrica Nominal
Representa la oposición del conductor al paso de corriente eléctrica. Se expresa en S/m y se da para una temperatura de referencia, normalmente 20 °C.
Tensión de Perforación
Es el valor en voltios al cual el esmalte del conductor se deteriora por perforación o ruptura del aislamiento.
Materiales Aislantes en Máquinas Eléctricas
Los materiales aislantes en máquinas eléctricas tienen la función de aislar los bobinados entre sí y del chasis metálico. Se clasifican en sólidos (rígidos o flexibles) y líquidos.
Espesor
Se mide en milímetros. Las láminas flexibles varían entre 0,1 y 3 mm, mientras que los materiales rígidos pueden tener varios centímetros de grosor.
Rigidez Dieléctrica
Se expresa en kV/mm y determina la tensión máxima que puede soportar el material antes de perder sus propiedades aislantes.
Clase Térmica
Es la temperatura máxima de trabajo que soporta el material sin perder sus propiedades. Se identifica con el número de grados (por ejemplo, clase 130, clase 180, etc.).
Aislantes Flexibles
Se presentan en láminas de papel, cartón o materiales similares, y se emplean para aislar los devanados entre sí dentro de una máquina eléctrica.
Características principales de los aislantes flexibles:
- Alta resistencia a la abrasión y rotura.
- Buena resistencia térmica.
- Alto poder dieléctrico (gran capacidad de aislamiento).
- Bajo índice de absorción de agua y humedad.
Resinas y Barnices para Impregnación
La aplicación de resinas o barnices sobre los devanados tiene como objetivos:
- Penetrar entre las capas del devanado, proporcionando aislamiento adicional entre los conductores y el núcleo magnético.
- Aumentar la rigidez mecánica del conjunto, evitando movimientos o vibraciones que puedan dañar las uniones o cables.
Métodos de Impregnación de Devanados
La impregnación puede realizarse mediante distintos procedimientos:
- Por inmersión: Se sumerge todo el circuito magnético en una cuba con el barniz líquido.
- Por goteo: El barniz se aplica directamente sobre los devanados, de forma manual o automática.
- Por autoclave: Se emplea un recipiente hermético de paredes gruesas (similar a una olla a presión) donde se trabaja con vapor o presión controlada.
- Por vacío y presión (VPI): Método industrial utilizado para impregnación en serie, garantizando una penetración uniforme del barniz.
Cintas y Cuerdas (Materiales Auxiliares)
Cintas
Consisten en bandas de algodón o materiales sintéticos de uno o varios centímetros de ancho que se enrollan sobre las bobinas o devanados para mejorar el aislamiento y la protección mecánica.
Cuerdas
El encordado de los devanados se realiza una vez instaladas todas las bobinas y conexiones eléctricas, asegurando que las espiras queden firmes y estables.
Herramientas y Utillaje Esencial del Bobinador
El técnico bobinador utiliza herramientas de distintos tipos (mecánicas y eléctricas). Aunque muchas son comunes, existen otras específicas del oficio, necesarias para fabricar, montar y reparar bobinas.
Bobinadoras
Son las máquinas destinadas a fabricar las bobinas de los devanados de motores, transformadores u otros equipos eléctricos.
Tipos de Bobinadoras:
- Bobinadoras manuales: Funcionan mediante una manivela que acciona engranajes.
- Bobinadora de contrapunto: Usa una punta cónica que bloquea el eje cuando se coloca el carrete o molde.
- Bobinadora de eje al aire: El eje no necesita apoyo adicional para girar.
Accesorios para Ejes de Bobinadora
- Conos: Permiten adaptar el elemento que se va a devanar al eje.
- Discos o platos de embridar: Sujetan firmemente el molde o carrete al eje mediante rosca.
Devanadores
Dispositivos que mantienen la tensión del hilo constante durante el proceso de bobinado, evitando roturas o irregularidades.
Moldes de Bobinas
Son elementos preformados que sirven para dar forma y tamaño uniformes a las bobinas o grupos de bobinas.
Máquina Eléctrica de Pelado de Hilo Esmaltado
Antes de realizar las conexiones eléctricas, es necesario retirar el esmalte aislante de los conductores, operación que se efectúa con una máquina especial de pelado.
Bases y Soportes Auxiliares
- Platos giratorios: Dos discos concéntricos, uno fijo y otro que gira sobre rodamientos, utilizados para manipular componentes.
- Anillos sostenedores de estatores: Permiten fijar el estátor mediante un sistema de retención con tuercas rápidas.
Equipos de Soldadura
- Soldadores: Utilizan soldadura blanda, la más común en conexiones de devanados.
- Baño de estaño: Recipiente metálico donde se mantiene estaño líquido; los conductores se sumergen para soldarlos.
- Soplete: Se usa cuando hay que soldar grandes cantidades de hilos esmaltados, acelerando el trabajo.
Instrumentos de Metrología y Corte
Instrumentos de Metrología
- Calibre (pie de rey): Permite medir con mayor precisión que una regla o flexómetro.
- Micrómetro (palmer): Mide con precisión centésimas o milésimas de milímetro.
Cizallas
Herramientas de corte utilizadas para recortar materiales aislantes flexibles con exactitud. Pueden ser de guillotina o cuchilla giratoria.
Herramientas para Montaje y Desmontaje
- Extractores de agarre: Se utilizan para desmontar elementos montados sobre ejes.
- Calentador de cojinetes: Facilita el montaje y desmontaje de cojinetes mediante dilatación térmica.
- Extractor de chavetas: Retira las chavetas (piezas rectangulares que acoplan ejes y evitan el deslizamiento).
- Extractor de devanados y bobinas: Se usa para retirar devanados dañados antes del rebobinado.
Instrumentos Eléctricos de Diagnóstico
- Comprobador de continuidad: Emite una señal sonora que varía según la resistencia medida.
- Medidor de inductancias: Permite comprobar el valor de inductancia de los devanados.
- Tacómetro: Mide la velocidad de giro en revoluciones por minuto (rpm).
- Cámara térmica: Detecta zonas calientes mediante imágenes infrarrojas para mantenimiento predictivo.
- Banco de pruebas: Incluye un autotransformador trifásico regulable y una fuente de alimentación de corriente continua para ensayos eléctricos.
Fabricación Automatizada de Máquinas Eléctricas Rotativas
- Máquinas para inserción de devanados de estatores: Automatizan el proceso de inserción y colocación de cuñas.
- Bobinado de inducidos: Máquinas automáticas que bobinan y sueldan el devanado directamente al colector.
- Impregnadoras y secadoras: Equipos que automatizan el proceso de barnizado y secado de los devanados, agilizando la producción.
