Bobina electromagnética

Los embragues y frenos electromagnéticos dependen, para su funcionamiento, de la generación de un campo magnético intenso. Ese es el motivo por el cual se observa la presencia de un arrollamiento de alambre por donde circula corriente continua, de modo de generar dicho campo magnético. En la fotografía 1 se muestra un arrollamiento previo a su colocación en la pieza metálica que lo contiene.

Fotografía 1. Enrollamiento de alambre o bobina electromagnética

El alambre utilizado es de cobre electrolítico, protegido por un esmalte sintético aislante, muy resistente al roce y a la temperatura.
Una de las características de los campos magnéticos es que pueden circular con facilidad a través de cuerpos metálicos, siempre que estos cumplan con determinadas condiciones. Los aceros y las fundiciones de hierro son materiales “ferromagnéticos” y cumplen con estas condiciones.
En la figura 1 se muestra, de modo esquemático y conceptual, cómo se idealiza la circulación del flujo magnético a través de cuerpos ferromagnéticos. Este esquema representa el principio de funcionamiento de los embragues y frenos electromagnéticos.

Figura 1. Esquema conceptual de la circulación del flujo magnético.

La fotografía 2 muestra al arrollamiento de alambre con los cables de conexión que salen al exterior y colocado dentro del “porta-bobina”, antes de cubrirlo con resina protectora.

Fotografía 2. Arrollamiento de alambre dentro del porta-bobina metálico.

Antes de colocar la bobina dentro del porta-bobina, es necesario verificar la resistencia del arrollamiento, de modo de constatar si se verifica el valor especificado en los cálculos u hojas técnicas. En la fotografía 3 se muestra cómo debe hacerse. Dado que el alambre tiene el esmalte aislante, es necesario quitarlo para poder medir sin errores.

Fotografía 3. medición de la resistencia del arrollamiento.

Si la bobina o arrollamiento tiene algún tipo de daño, detectable mediante la medición con el multímetro; la corriente eléctrica no circulará y, por lo tanto, no se generará el campo magnético: el equipo no funcionará.
Los daños más comunes, entre otros, son los siguientes:
1) Un corte del alambre dentro del arrollamiento. Al controlar con el multímetro se medirá “infinito”, o “bobina abierta” como se muestra en la Fotografía 4.

Fotografía 4. Medición de “bobina abierta” o cortada.

2) Otro daño común es cuando en algún sector de la bobina la aislación del esmalte de los alambres se perdió y algunos hacen contacto entre sí. En ese caso se mide resistencia “0” con el multímetro y se dice que la bobina “esta en corto”. Fotografía 5.

Fotografía 5. “Bobina en corto”.

3) No debe existir continuidad o valor alguno de resistencia medible entre el cuerpo metálico o porta-bobina y el arrollamiento, deben estar aislados. Para realizar esta verificación uno de los terminales del multímetro se une a uno de los extremos de la bobina (cualquiera de los dos) y con el otro terminal se toca el metal del porta bobina: en esa condición se debe medir “infinito” (como en la Fotografía 4). Si se mide “0” (como en la fotografía 5), significa que la bobina “está a masa” o que existe contacto entre esta y el cuerpo metálico que la contiene, en esa circunstancia la bobina debe ser desechada y reemplazada por una nueva.
4) Existen daños muy evidentes que no requieren efectuar ninguna medición. En la fotografía 6 se observa una bobina a la que se le han fundido varios alambres. Puede deberse a distintos motivos: muy alto valor de corriente eléctrica causada por exceso de tensión de alimentación; perdida de aislación entre el alambre y la masa metálica, fatiga térmica del alambre, movimiento relativo entre el alambre y la parte metálica que produjo la ruptura del aislante del alambre.

Fotografía 6. Bobina dañada por alambres fundidos

5) En la fotografía 7 se observa el daño en la bobina causado por un excesivo desgaste de la superficie que existía por sobre ella. Esto se debe a la falta de mantenimiento que no detectó el avance del desgaste del conjunto.

Fotografía 7. Bobina dañada por desgaste excesivo

6) En oportunidades, la falta de cuidado en el tratamiento y montaje de los embragues o frenos electromagnéticos, producen el deterioro de los cables externos de conexión. Es común el corte de ellos, o la rotura de su capa aislante, en coincidencia con los agujeros de salida en el porta-bobina. La fotografía 8 muestra un caso así.

Figura 8. Deterioro de los cables externos

El reemplazo de la bobina por una nueva debe ser ejecutado por personal idóneo, especializado en esa tarea.
El modo en que debe ser enrollada y protegida; el modo en que se deben soldar los cables que saldrán al exterior del porta bobina, su encapsulado en resinas protectoras y otras precauciones, es la suma de operaciones que otorga confiabilidad al equipo.
La bobina tiene determinados requerimientos:
a- máxima densidad de corriente por área de sección, b- temperatura límite y, c- la fuerza magnetomotriz que se requiere producir para que el embrague o freno funcione adecuadamente.
Los alambres utilizados deben ser de la máxima calidad, con barniz aislante apto para altas temperaturas y fácil de soldar con estaño.
Recuerde que nuestra empresa está a su servicio para asesorarlo.

Mayo 2021

2 respuestas a «Reparación de bobinas electromagnéticas.»

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