Manual paso a paso de cómo hacer un transformador toroidal de alta potencia.
Cuando llevemos un 30% de las vueltas necesarias, hacemos una prueba conectando el Circuito Serie en los extremos del alambre. Esto para mostrar que aún no está listo el devanado primario y que sí son indispensables las vueltas faltantes.
Al colocar la serie vemos como el bombillo enciende plenamente. Esto muestra que aún no se ha formado el campo magnético y que este circuito todavía está en corto. No se ha convertido en un verdadero solenoide.
Cuando ya hemos terminado de enrollar las vueltas calculadas para el Devanado Primario, volvemos a conectar el Circuito Serie y vemos como Sí apaga la serie. A veces apaga antes de completar las vueltas calculadas. Esta es una ventaja pues el transformador quedará consumiendo menor cantidad de energía. Cuando no apaga el Circuito Serie, indica que faltaron vueltas de alambre y que los cálculos estuvieron mal hechos o que el núcleo es de mala calidad (pocos gauss).
Si al completar las vueltas de alambre no apaga la serie y los cálculos están bien hechos, puede ser que haya hecho mal los cálculos o el núcleo no es de hierro-silicio. Cuando el núcleo es de mala calidad o no es del material mencionado, debemos seguir enrollando alambre hasta el punto en que El Circuito Serie apague totalmente. En este caso tendremos que volver a Reformular o Recalcular las vueltas que deberán conformar el devanado secundario. El procedimiento es el siguiente:
Vueltas dadas en el devanado primario, dividido en el voltaje de la red pública, igual al número de vueltas por voltio.
Ejemplo:
144 vueltas / 120 voltios = 1.2 vueltas por voltio.
Ahora multiplicamos 1.2 por el voltaje medio que es 60V y tendremos 72 que es el número de vueltas de alambre doble que tendrá el devanado secundario.
Al terminar satisfactoriamente el devanado primario, debemos soldar cables en ambas puntas de los extremos del alambre y recubrirlas con espagueti termoencogible.
Bobinado del devanado secundario
Cuando ya tenemos nuestro devanado primario perfectamente hecho y comprobado y vamos a enrollar el devanado secundario, debemos Aislarlo muy bien, esto lo hacemos con un recubrimiento de Papel Prespán y con cinta de enmascarar. Si no consigue el papel Prespán, puede hacer el recubrimiento con cartón y cinta de enmascarar. Usa la misma técnica a la usada sobre el núcleo.
NOTA: Los transformadores construidos a nivel industrial; al momento de tener enrollado el devanado primario, son sumergidos en barniz dieléctrico. Esto se hace para que el alambre quede totalmente rígido y no vibre por ningún motivo. Si desea puede hacerlo. Los transformadores que hemos construido hasta ahora, no se les ha aplicado el barniz y han trabajado perfectamente.
Luego se debe colocar el Polo a Tierra. Esto es opcional. Consiste en colocar alrededor del devanado primario, una platina de lámina delgada de cobre. A la cinta de cobre se le suelda un trozo de cable y luego se cubre con cartón o papel Prespán.
Esta lámina rodeará el transformador y se fija con cinta. Este apantallamiento de cobre sirve para evitar posibles escapes de magnetismo que puedan interferir con los circuitos, especialmente si hay preamplificadores o circuitos de pequeñas señales.
Ahora procedemos a enrollar el devanado secundario. Por lo regular un devanado secundario se hace dual o simétrico. Quiere decir que tiene un TAP Central o punto centro; que divide el voltaje de salida en dos voltajes, a la mitad del voltaje total.
Para esto debemos enrollar el alambre doble. Así, que primero se enrollan los metros calculados en el lanzador. Son dos alambres iguales que luego se enrollan en el toroide de manera ordenada y muy ajustada.
TAP Central del transformador
Al terminar el devanado secundario, se debe medir y verificar que el voltaje de salida sea el requerido. Si está correcto, procedemos a cortar el alambre sobrante.
A continuación se une la punta del comienzo de uno de los alambres, con la punta final del otro alambre; para así, formar el TAP central. Tenga cuidado de no unir los extremos del mismo alambre. Para esto verifique con el multímetro en escala de continuidad.
El multímetro marca continuidad al medir las puntas del mismo cable. Así que las dos puntas que no marcan continuidad, son las correctas a unir.
La siguiente comprobación se hace con el multímetro en escala de voltaje AC. Al medir entre el TAP y cada uno de los extremos del alambre, el voltaje debe dar totalmente simétrico, es decir que debe dar un voltaje idéntico. Siempre use el Circuito Serie hasta tener completamente terminado el transformador.
Es imperativo hacer la comprobación anterior para definir el TAP Central. Habiendo hecho esto procedemos a soldar la unión o TAP central. Le soldaremos un cable lo suficientemente largo, como para que llegue hasta la Fuente del amplificador. Recuerde aislar la unión con espagueti termoencogible. Haga exactamente lo mismo con los dos extremos restantes. Aislamos el devanado secundario, cubriéndolo con cinta. Nosotros usamos una cinta transparente pero usted puede usar la que desee.
Devanado adicional de 12VAC
En este caso cubrimos nuestro transformador toroidal con cinta transparente. Así queda listo para agregarle un devanado adicional de 12 voltios y 1 amperio, que servirá para alimentar los ventiladores (cooler).
Para calcular el calibre del alambre y número de vueltas; se usa la misma fórmula así:
42 / 35 cms2 = 1.2 vueltas por voltio
1.2 * 12 voltios = 14.4 vueltas de alambre que aproximamos a 15 vueltas.
El calibre del alambre se determina sabiendo el consumo de los ventiladores. En este caso vamos a usar 2 ventiladores de 0.4 amperios, que sumados consumen 0.8 amperios. Por aquello de las pérdidas usaremos un alambre que soporte 1 amperio. Al consultar la tabla AWG, vemos que es el alambre calibre 23. Enrollamos el cable como se ha hecho anteriormente y rematamos soldando cable encauchetado en cada uno de los extremos del alambre. Recubrimos con termoencogible y cubrimos con cinta.
Un transformador puede tener más de un devanado secundario y otros devanados adicionales. Nuestro transformador tiene dos devanados secundarios de 60+60 voltios AC. También le agregamos un devanado adicional, de 12 voltios 1 amperio, que servirá para los ventiladores. Y otro devanado adicional de 15 voltios, que usaremos para regular y alimentar los protectores de parlantes.
Todos los devanados secundarios y adicionales se hicieron de la misma manera propuesta desde el inicio de este manual. Recuerde enrollar todos los devanados en el mismo sentido.
Como se aprecia en la fotografía tenemos un transformador toroidal que nos proporciona múltiples voltajes. Todos obtenidos de manera económica y que en otros casos pueden variar a su necesidad.
Los toroidales son transformadores expansibles, pues siempre se le puede enrollar un nuevo devanado del voltaje deseado. Esto se puede seguir haciendo muchas veces hasta que el orificio central se sature.
Al final dimos un acabado con cinta transparente, manteniendo así el alambre a la vista.
Mediciones
Ahora vamos a hacer las mediciones finales; Colocamos el multímetro en la escala de voltaje alterno (AC). Medimos cada devanado secundario de la siguiente manera; Se coloca una punta en el TAP central y otra en uno de los extremos. Obtuvimos 61.6 voltios. Al cambiar la punta de un extremo al otro, conservando una punta en el TAP central, obtenemos 61.3V.
Nuestro cálculo inicial nos pedía 60+60 voltios, es decir a medición nos dio 1.6 y 1.3 voltios por encima. Tenga en cuenta que esto puede cambiar, pues depende de las variaciones del voltaje de la red pública. De todos modos 1 voltio no hace la diferencia.
En éste segundo devanado secundario obtuvimos 61.8 en ambos extremos. Lo que nos dice que está perfectamente simétrico.
En los devanados adicionales se obtuvieron 12.4V y 15V, corroborando la práctica que enseña este método.
Video que muestra la manera práctica de hacer un transformador toroidal
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Los subtítulos en español y en inglés se encuentran en el video. Sólo deberá dar play y activar el botón de closed caption que se encuentra en la parte inferior derecha del video.
the subtitles in Spanish and English are in the video. You only need to play and activate the closed caption button, located in the lower right corner of the video.
Enrollamiento de un transformador toroidal de manera industrial
La manera de enrollar transformadores toroidales que expusimos anteriormente, por ser a mano es algo lenta. Así que si deseamos hacer transformadores en grandes cantidades, es necesario conseguir una máquina bobinadora de toroidales. Nuestro Amigo Yiro Chang, muy gentilmente nos ha proporcionado un enlace de un video que muestra la forma como se enhebra en la máquina y se enrolla el alambre.
Básicamente lo que se hace es enrollar el alambre en un aro que parece un rin de bicicleta para luego devolver las vueltas de alambre en el núcleo toroidal. Estas máquinas son programables. Se debe digitar en una pantalla el número de vueltas y el área del núcleo para que la máquina distribuya las vueltas en todo el núcleo.
Colocación de un toroidal
La forma correcta de colocar un transformador toroidal es con un tornillo. Éste pasa por su centro y aprieta una placa metálica que se encarga de fijar el transformador. La caja o gabinete tiene un orificio por el que entre el tornillo.
Luego viene una arandela y una almohadilla plástica en la que reposa el transformador. Arriba de éste se coloca otra almohadilla y luego una placa metálica cóncava que es ajustada con una tuerca.
Creemos firmemente que el hecho de investigar, analizar, probar, errar, hasta encontrar la manera más sencilla, económica y confiable de hacer transformadores toroidales. Ésto va a permitir ensamblar y emprender la creación de aparatos de gran potencia, sin que necesariamente usted deba ser un experto en la materia.
Éxitos!
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