Núcleo de columnas.

Para el núcleo de columnas este paso se inicia con los siguientes datos: • Inducción

• Densidad lineal de corriente • Relación de área yugo/columna • Número de escalones del núcleo

• Coeficiente de aumento de pérdidas en los arrollamientos • Distancia núcleo bobinado interno

• Distancia entre bobinas interna y externa

• Distancia entre bobinas adyacentes y bobina contra masa

La inducción se adopta en función de la potencia del transformador teniéndose presente su incidencia en las pérdidas y en la corriente de inserción.

Se determina la sección neta de la columna; se determina la sección bruta, teniendo en cuenta el factor de apilado.

El número de escalones se puede fijar en base a la potencia con la Tabla 1.7, de acuerdo con un criterio que tiene en cuenta el aspecto técnico y económico.

TABLA 1.7

Potencia 1 10 100 500 1000 1500 10000 40000

Escalones 1 2 3 4 5 6 7 8

Fac. util. geométrico 0.637 0.787 0.851 0.886 0.908 0.923 0.935 0.942

La sección neta de la columna es igual al flujo dividido la inducción.

Se calcula la sección bruta de la columna que es igual a la sección neta dividido el factor de apilado.

El factor de utilización geométrico que se obtiene de la Tabla 1.8, esta dado por la relación entre la sección bruta de la columna y la sección del círculo que la circunscribe. Con este último valor se calcula el diámetro circunscripto.

TABLA 1.8 - Dimensiones de los escalones referidas al diámetro del círculo circunscripto y factor de utilización geométrico

Núm. Escalones

Dimensiones referidas al diámetro Fac.util.

geométrico L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 1 0.707 _{        } 0.637 2 0.850 0.526 _{       } 0.787 3 0.906 0.707 0.424 _{      } 0.851 4 0.934 0.796 0.605 0.356 _{     } 0.886 5 0.950 0.846 0.707 0.534 0.313 _{    } 0.908 6 0.959 0.875 0.768 0.640 0.483 0.281 _{   } 0.923 7 0.967 0.898 0.812 0.707 0.584 0.436 0.255 _{  } 0.935 8 0.972 0.910 0.842 0.755 0.657 0.541 0.417 0.239 _{ } 0.942 9 0.977 0.929 0.867 0.794 0.707 0.608 0.498 0.370 0.214 _ 0.948 10 0.979 0.930 0.884 0.823 0.748 0.662 0.578 0.468 0.346 0.204 0.954

Con esta misma tabla se calculan las dimensiones de los escalones en valor relativo referidas al diámetro circunscripto, como se observa en la Figura 1.31.

El prensado de las columnas se puede realizar con pernos pasantes (debidamente aislados para evitar cortocircuitar las chapas magnéticas).

Según la tendencia actual el prensado de las columnas se realiza con placas de presión y cintas termocontraibles.

El núcleo de columnas se lo arma en su totalidad, y para el montaje de los devanados se retira chapa por chapa el yugo superior, el cual una vez centrados y fijados los devanados debe ser nuevamente montado.

La ejecución de juntas intercaladas oblicuas tiene por finalidad que las líneas de campo se establezcan en esta parte del núcleo en el sentido de la laminación, con el objeto de mantener las correspondientes pérdidas en el hierro en los valores mínimos.

La Figura 1.32 muestra una de las posibles formas constructivas de juntas intercaladas oblicuas, pudiendo observarse la posición de un trozo de columna y de un trozo de yugo en el primero y segundo estrato y finalmente ambos estratos sobrepuestos.

Como se puede observar se tiene, para este caso, una modesta reducción de la sección de pasaje del flujo entre la columna y el yugo, pero tiene la ventaja de que el corte de la chapa se realiza exclusivamente con guillotina.

La Figura 1.33 muestra un estrato completo de un núcleo trifásico a columnas donde se utiliza el tipo de junta intercalada oblicua antes citada.

Con lo indicado resulta intuitiva la construcción de juntas oblicuas para núcleos monofásicos a tres columnas, trifásicos a cinco columnas etc., pudiéndose además imaginar otras formas constructivas distintas a la presentada.

Es evidente que las juntas intercaladas oblicuas conducen, como se puede observar, a sensibles complicaciones constructivas del núcleo como así también un mayor equipamiento, tiempo de ejecución y desperdicio de material, pero es la forma utilizada en la técnica actual.

El valor de la densidad lineal de corriente se adopta en función de la potencia.

Se calcula la altura del bobinado más cercano al núcleo que es igual a la corriente por el número de espiras dividido el valor de densidad lineal de corriente.

Se determinan las distancias dieléctricas en función de la tensión para cada uno de los arrollamientos de acuerdo con los datos de las Figura 1.34 y Figura 1.35.

Estas figuras son válidas para transformadores en aceite y tienen en cuenta además las tensiones de ensayo a impulso atmosférico.

El paso finaliza determinando el espesor de cada arrollamiento y la sección de conductor.

El programa, cuando no se ha indicado el valor de inducción, lo selecciona en base a una tabla que contiene.

Cuando el número de escalones ha sido impuesto, se controla que el mismo esté comprendido en la Tabla 1.8, de no ser así el programa adopta el valor superior de la misma.

El programa adopta un factor de apilado 0,96 si no ha sido impuesto.

Si el valor de densidad lineal de corriente no ha sido impuesto, el programa lo adopta en función de la potencia utilizando la Figura 1.36, multiplicando los valores por un factor 1,1 para actualizarlos con los valores que los fabricantes están utilizando.

Se determina el espesor de cada arrollamiento de la siguiente manera:

NESP: número de espira CC: corriente de bobina (A)

DENC: densidad de corriente (A/mm2₎

COEAP: coeficiente de aprovechamiento (tiene en cuenta la aislación entre espiras y entre capas)

COEAPN: coeficiente que tiene en cuenta la presencia de rellenos HB: altura del bobinado (mm)

NG: número de galletas

DISG: distancia entre galletas (mm)

Si el devanado tiene más de una galleta, se descuenta la distancia entre galletas.

Se determina la sección del conductor que es igual a la relación entre la corriente y la densidad de corriente.