El GAP en los transformadores

[dragondgold]

Si lo se mi idea es buscar un vidrio (que es perfectamente plano) y con una lija 180 darle con paciencia (mucha paciencia) hasta que quede sin el GAP. De todos modos no es más de 1mm así que no creo que reniegue tanto

 

[Rick-10]

Bueno, me toca dar un pequeño aporte.

El GAP en los transformadores de ferrita (casi esclusivo en transformadores en configuracion flyback) sirve para resetear el nucleo.

Cuando utilizas fuentes en topologia full-bridge, half Bridge o push-pull, tienes un flujo magnetico bipolar, esto quiere decir que cuando el nucleo trabaja en la region lineal, va en camino a saturacion ( a donde nunca debe de llegar) y conmuta al otro transistor para que cambie el sentido del flujo magnetico, esto hace que la magnitud del flujo magnetico caiga y se invierta por las 2 conmutaciones de los transistores.

Cuando tienes una fuente Flyback, solo tienes un sentido en el cual fluye el campo magnetico, si utilizas un nucleo sin gap y desconectas el flujo decrece pero no llega a desaparecer, y cuando empieza a conducir de nuevo el transistor, el campo magnetico que sigue en el nucleo se suma con el campo que va creciendo y asi se llega a saturar y destrosar el transistor por el nucleo saturado.

Lo que hace el GAP es eliminar rapidamente el campo magnetico almacenado en el nucleo ya que el flujo que va de adentro hacia afuera es es cortado por que no tiene circuito cerrado. y por eso es la alta dispercion de energia en esa topologia.

EXCELENTE explicación "luisgrillo". Tenia una vaga idea de que esa era mas o menos su función.

La primera fuente smps que hice fue una half bridge de 12Vdc a +-30Vdc, y el núcleo la saque de una TV (topologia Flyback), lo que me extraña es que el artilugio siga funcionando con gap, ya me lo trageron para darle una reparada (se desconecto la targeta de control por la vibracion), pues es la fuente de un amplificador para un omnibus interprovincial, y su tiempo ya es de cuatro años, lo que me fije es que las resistencias snuber mancharon la zona (por temperatura) donde las ubique.
Asi que no es un impedimento eso de los núcleo, los resiclas de TVs, puedes coges dos iguales y lo desarmas y ya tendras uno sin gap.

Etolipoz
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Me diste una muy buena idea. Eso de juntar dos nucleos iguales esta genial, al rato voy a comprar otra trafo igual al que tengo.

Si lo se mi idea es buscar un vidrio (que es perfectamente plano) y con una lija 180 darle con paciencia (mucha paciencia) hasta que quede sin el GAP. De todos modos no es más de 1mm así que no creo que reniegue tanto

Yo hice eso, con un taladrito de mano y la lija giratoria. Tenes que tener en cuenta una cosa, al colocar las E en el plastico donde se encuentra la bobina, se peguen los extremos de las dos partes, porque algunos estan muy justos y no lo permiten u entonces no sirve

 

[dragondgold]

Si el tema del carrete es bastante grueso en los extremos donde apoyan las E así que puedo limarlo total es plástico y hacer que los extremos de las E se unan... Si alguien ya ha probado esta técnica de limar el núcleo y le anduvo comente por favor!!!

 

[luisgrillo]

Yo tengo un DREMEL y tienen un disco de limado, yo con ese lime unos cuantos nucleos y fue rapido y me funcionaron perfecto.

Lo del calentamiento exesivo en la red snubber a causa del gap es por lo que decia arriba, como el campo magnetico del nucleo no tiene circuito cerrado a causa del gap, la dispersion de energia es mucho mas alta y como la funcion de la red snubber es eliminar esa energia por eso se calienta de mas.

 

[dragondgold]

luisgrillo a que te referís con un disco de limado... Mi abuelo dice (es de la vieja escuela ) que si yo intento limar ese transformador nunca me va a salir parejo es correcto eso?? Es muy duro el ferrite como para una lija??

 

[AJL]

Hola, yo lime un nucleo de televisor ER42 que tenia gap, y no es muy dificil... cuesta porque es MUY duro el ferrite pero se puede. Con una lija de grano 60 sobre una superficie plana (mesada) y darle hasta que quede bien parejo, y despues con una lija 180 lo terminas de enparejar. Por lo menos a mi me quedo bien liso y hace perfecto contacto toda la superficie.

Saludos

 

[blanko001]

Hola a todos. Revivo éste muerto del mas allá solo porque el tema a tratar haría que muchos preguntaran de nuevo que es el GAP. Hoy compré chapas para hacerme un pequeño trafo de unos 50VA. Sorpresa la que me he llevado cuando observo que las láminas en "E" traen la "pata" del centro más corta unos 2mm, como para formar un GAP en el centro. Jamás había visto esta particularidad en trafos de 50-60Hz, las chapas son nuevas y las que he comprado en el pasado no traen esa apreciación. ¿Alguien conoce algo al respecto?

 

[jorger]

Si intercalas las chapas unas con otras no creo que sea relevante.. no va a quedar un GAP como tal ya que según las vayas montando, las chapas "de abajo" cierran el circuito magnético con las "de arriba".

Otra cosa es que se coloquen las chapas formando un bloque diferenciado en forma de E y otro en forma de I, en ese caso te iba aquedar un gap considerable ya que el final de la pierna central de la E no haría contacto alguno con el resto del núcleo.

En núcleos de chapa para 50-60Hz no sé en que puede afectar el gap y me sumo a la pregunta con muchísima curiosidad.. Tengo por ahí el núcleo de una reactancia de 300w para lámparas de vapor de sodio.. y dan ganas de hacerse un transformador con él, pero tiene GAP claramente visible. El núcleo es un bloque I y otro bloque E. Éste último tiene la pierna central mas corta que las demás. Algo así como 1mm y medio

 

[blanko001]

Si intercalas las chapas unas con otras no creo que sea relevante.. no va a quedar un GAP como tal ya que según las vayas montando, las chapas "de abajo" cierran el circuito magnético con las "de arriba"

Tienes razón que no quedará un GAP porque las chapas quedan intercambiadas... Me preocupa un descenso brusco de la eficiencia del trafo o sobrecalentamiento de las bobinas...

 

[Daniel Lopes]

Hola a todos , lo "gap" en la perna central diminue la inductancia de los devanados , por eso es nesesario tener mucho cuidado para que la curriente de magnectización del devanado primario no si eleve demasiadamente provocando la saturación del flujo magnectico y por consequenzia un calientamento ecesivo del nucleo .
Haora en fuentes conmutadas lo "gap" es un meo de "trimar" (ayuste fino) de la inductancia del primario donde cuanto major es la distancia del "gap" menor es la inductancia de los devanados .
Att,
Daniel Lopes.

 

[gabriel_diy]

Vuelvo con este tema porque no me quedó claro. Las cuentas no me cierran. Lo que yo veo es que tengo un núcleo de ferrita. Según mis cálculos el campo llega a 0,3T (saturación) con una corriente muy baja por el bobinado. Es como que es "demasiado magnético". Pero si le hago un corte, el campo baja un montón. Ahora, de qué me serviría que el campo baje si también baja la inductancia y tengo que darle más vueltas para compensar... Bueno, lo que encuentro es que el campo sube linealmente con la cantidad de vueltas, pero la inductancia lo hace con el cuadrado de la cantidad de vueltas.
Entonces, al hacer el gap, me baja el campo y la inductancia, entonces le doy más vueltas al bobinado para llegar a la misma inductancia, a la cual llego fácilmente porque sube cuadráticamente, pero como el campo no sube tanto, el resultado es que me queda una bobina de la misma inductancia que la que había alcanzado sin gap, pero que permite que le haga circular más corriente sin saturar porque trabaja con menos campo. Por favor díganme si estoy equivocado.
Pero esa lógica no me funciona con las fuentes que veo que hacen por acá, porque veo que les dan 40 vueltas a núcleos sin GAP y en los cálculos me da que esos núcleos se recontra saturarían con las corrientes que tienen que circular. Sin embargo a todo el mundo le funciona. Algo estoy calculando mal.

 

[Scooter]

Es que añadir entrehierros es como circular con el freno de mano o las ruedas deshinchadas.
Tendría que pensar la utilidad de empeorar un circuito magnético, pero no se me ocurre.
Si quieres empeorarlo, no pongas núcleo o pon uno de peor calidad que es mas barato.

 

[gabriel_diy]

Es que añadir entrehierros es como circular con el freno de mano o las ruedas deshinchadas.
Tendría que pensar la utilidad de empeorar un circuito magnético, pero no se me ocurre.
Si quieres empeorarlo, no pongas núcleo o pon uno de peor calidad que es mas barato.

No es que lo quiera empeorar. Es la solución que le encuentro a mi problema.
Estoy simulando en LTSPICE una fuente de 300W.
Con una inductancia de 80uH en el primario funciona bien, tengo poca variación de tensión en el secundario para las distintas cargas que pongo.
Cuando la fuente está conmutando, la corriente del primario sigue una onda triangular que es la que asegura que haya variación del flujo magnético para que se produzca FEM en el secundario. Esa onda triangular, con esta inductancia oscila entre -6A y +6A aproximadamente. Si pongo una inductancia mayor, la corriente se reduce, si pongo una menor, aumenta (además de que pierdo eficiencia).
Con el núcleo que tengo, se llega a 80uH muy fácil, son 12 vueltas. Pero para esa cantidad de vueltas, con 2,5A ya se satura el núcleo.
En cambio si le hago un gap de 1mm, para llegar a los 80uH son 36 vueltas y al bajar el campo, recién satura con 7,45A.
Yo creo que es la solución para mí, pero no entiendo cómo es que hacen para usar los trafos sin gap para potencias como estas o mayores sin que se les saturen.

 

[vrainom]

El gap o entrehierro es una resistencia para el flujo magnético (reluctancia), hace que necesites más corriente para obtener el mismo magnetismo.

En un transformador directo en topología forward, half o full bridge el flujo magnético es transferido directamente al secundario y en topología flyback es "almacenado" para transferirlo al disiparse.

Entonces, según tengo entendido, si sin gap necesitas 1A para obtener .1T de flujo magnético, con gap necesitarás más corriente para obtener el mismo .1T, pero el secundario refleja solamente la fuerza electro motriz generada por el .1T y ahí no ganaste nada. Lo que sí aumenta es el efecto contra electro motriz (flyback) por el desacople y necesitarás reforzar el snubber.

Por tanto para un transformador directo si tu núcleo se satura necesitas un núcleo más grande.

 

[gabriel_diy]

El gap o entrehierro es una resistencia para el flujo magnético (reluctancia), hace que necesites más corriente para obtener el mismo magnetismo.

En un transformador directo en topología forward, half o full bridge el flujo magnético es transferido directamente al secundario y en topología flyback es "almacenado" para transferirlo al disiparse.

Entonces, según tengo entendido, si sin gap necesitas 1A para obtener .1T de flujo magnético, con gap necesitarás más corriente para obtener el mismo .1T, pero el secundario refleja solamente la fuerza electro motriz generada por el .1T y ahí no ganaste nada. Lo que sí aumenta es el efecto contra electro motriz (flyback) por el desacople y necesitarás reforzar el snubber.

Por tanto para un transformador directo si tu núcleo se satura necesitas un núcleo más grande.

Me imagino que sí, si satura debería necesitar un núcleo más grande. La pregunta es, a todos los que están haciendo estas fuentes de 300W con el IR2153 y el núcleo EI33, cómo es que no se les satura? qué campo está pasando por ese núcleo?

 

[vrainom]

Si el núcleo es de las mismas dimensiones y bajo las mismas condiciones no se satura supongo que la aleación del núcleo es distinta.

 

[gabriel_diy]

No quería hacer esto pero lamentablemente deberé recurrir al método de prueba y error. O prueba y explosión...

 

[gusty100]

Que tal como estan me presento, soy gustavo, fecuente lector de los hilos del foro.
Respecto a limar el nucleo, cuento mi experiencia.
tenia un nucleo de 42 con GAP de 1,2 mm.
primero me fije que el juevo vertical del carete fuera igual o superior al del gap del nucleo. lo puse y lo movi vertical tenia juego, lo medi con el calibre y me dio 1,3mm jugado!. ya que la medicion en plastico tiene mas error.
Bueno empece limando el carrete en la canalidura superior e inferior para ganar unas decimas, lo empareje raspando con un cuter y me quedo de 1,5 comodo.
use lija fina para madera y lija al agua para la terminacion.
lo importante es tomar el nucleo con cuatro dedos para evitar que se partan los bracitos
Le di primero con la lija P80 para madera y la terminacion con la lija al agua de 220. que apoyando muy bien.
Lo estoy bobinando. Les cuento el resultado