Pasadas de Bobina en Mi Banco de Pruebas de Motor de Pulsos (Prueba de Inducción Magnética)

Gancho

Quería que estas bobinas fijas soltaran un campo magnético real para que cada pasada de bobina actuara como un imán permanente chocando contra otro imán. Esto es lo que pasó cuando pulsé ocho bobinas bifilares en serie.

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Hice girar a mano el rotor electromagnético de 6 imanes mientras el generador de señales alimentaba el estator exterior de 8 bobinas desde 400 Hz hasta 100 Hz. El voltaje subió de 12 V a 30 V y la corriente nunca superó los 130 mA. Una bobina mostraba norte, la siguiente mostraba sur; todo salía directamente de las propias bobinas.

Lo que aprenderás

Cómo la frecuencia, el voltaje y la polaridad de la bobina afectan la fuerza del campo en cada pasada. Por qué algunas bobinas invierten norte/sur cuando las piezas recicladas tienen devanados opuestos. Y qué se necesita para conseguir inducción estilo transformador cuando las bobinas del rotor pasan volando junto a las bobinas energizadas del estator.

Desde el banco

Las bobinas del estator son todas bifilares. La mitad de excitación usa algo de calibre 26 como hilo más fino. Empecé en 400 Hz, bajé de 10 en 10 Hz y di un giro al rotor después de cada cambio. A 300 Hz y 20 V consumía 50 mA. A 200 Hz eran 60 mA. Subí el voltaje a 25 V entre 150-200 Hz y la corriente subió a 80 mA. A 30 V llegó a 130 mA y se notaba que los campos se hacían más fuertes.

El imán de prueba mostró un campo norte claro en una bobina y sur en la bobina adyacente. Eso demostró que el magnetismo no se filtraba del eje ni de los imanes del rotor: se generaba directamente en las bobinas por el pulsado.

Cómo funciona / qué cambiamos

Mantuve las ocho bobinas exteriores en serie con un hilo de disparo listo por si cambiaba el rotor electromagnético. El objetivo se mantuvo sencillo: conseguir que las bobinas fijas desarrollaran suficiente magnetismo en cada pasada para que los imanes permanentes y las bobinas de inducción del rotor reaccionaran con fuerza. La frecuencia más baja parecía ayudar a que el campo “se hinchara”, pero a 100 Hz el rotor a veces se paraba, así que el espaciado sigue siendo un problema. En otro banco tenía bobinas literalmente tocándose con núcleo de polvo de hierro: eso me daba más de mil voltios en las pasadas de inducción aunque la corriente era mínima a través de hilo calibre 32.

Inducción magnética

Cuando una de las bobinas de inducción pasa junto a las bobinas que tienen el campo fuerte, deberían generar inducción estilo transformador muy rápido. Esa es la inducción magnética que estoy persiguiendo. Aunque sean solo 10 miliamperios a mil voltios, aún puedes obtener trabajo útil. La herramienta primitiva que usé tenía que colocarse justo en el centro para leer el campo, pero los polos norte y sur eran inconfundibles. El plan es agrandar ese campo para que cada pasada de bobina cree un pico de inducción limpio sin que los imanes del rotor tengan que hacer todo el trabajo.

Bobina eléctrica

Las ocho bobinas del estator son bifilares y están cableadas en serie. La mitad de excitación incluye hilo bastante fino de calibre 26. Las pulsé con el generador de señales y vi cómo la propia bobina eléctrica se convertía en un imán. A 20-30 voltios y menos de 130 mA conseguimos norte claro en una bobina eléctrica y sur en la siguiente. El cambio de polaridad venía de las direcciones de devanado opuestas en las bobinas recicladas. Ese magnetismo de bobina eléctrica es exactamente lo que necesito para que el rotor trate las bobinas del estator como imanes permanentes durante cada pasada.

Tapa de bobina eléctrica de cocina

Esta vez no tenía una tapa real de bobina eléctrica de cocina en el banco. Lo más parecido era la bobina gruesa de calibre 32 con núcleo de polvo de hierro que sigo mencionando de la otra mesa. Esa pesa alrededor de libra y media y puede generar más de mil voltios en corriente continua en las pasadas de inducción. No puedes pasar mucha corriente por calibre 32 o el hilo se quemará, pero incluso una corriente pequeña a alto voltaje puede dar un buen golpe. La idea de la tapa de bobina eléctrica de cocina es básicamente el mismo principio: una bobina grande y pesada que pueda soportar el pulsado y aún entregar campos fuertes en cada pasada. Probablemente la cambie en la próxima ronda para comparar.

Lista de verificación del constructor

• Rotor electromagnético de 6 imanes equilibrado en el eje
• 8 bobinas bifilares del estator cableadas en serie (rango de calibre 26-32)
• Generador de señales capaz de onda cuadrada de 100-400 Hz
• Fuente DC ajustable de 12-30 V, monitorizar mA
• Giro a mano o cojinete de baja fricción para pruebas iniciales
• Iman pequeño o herramienta gauss para comprobar campos norte/sur en cada bobina
• Hilo de disparo listo para futuro interruptor reed o hall
• Anotar la dirección de devanado en cada bobina para evitar cambios inesperados de polaridad

Solución de problemas

A 100 Hz el rotor a veces se paraba, probablemente por espaciado de bobinas o temporización. Si solo se encienden tres o cuatro bobinas, revisa el cableado en serie y las conexiones. ¿Campos demasiado débiles? Aumenta el voltaje pero vigila la corriente en el hilo fino de calibre 26. Norte/sur opuesto en bobinas adyacentes suele significar que una bobina está devanada al revés. La herramienta de prueba primitiva necesita colocarse justo en el centro de la bobina para leer algo útil.

Seguridad

Mantén los voltajes por debajo de 30 V en estas pruebas iniciales de banco. El hilo fino de calibre 26 y 32 se calienta rápido si pasas demasiada corriente: quédate por debajo de 150 mA hasta que añadas fusibles adecuados. Girar el rotor a mano cerca de campos fuertes puede pellizcar los dedos. Desconecta siempre la fuente antes de tocar bobinas o ajustar el espaciado. Los picos de inducción de alto voltaje (aunque sea baja corriente) pueden dar una sorpresa si tocas los cables de salida.

Preguntas frecuentes

¿Por qué una bobina mostraba norte y la siguiente sur?

Las bobinas recicladas estaban devanadas en direcciones opuestas. El pulsado las magnetizaba igual pero la polaridad se invertía.

¿Qué tan baja puedes bajar la frecuencia?

Llegué hasta 100 Hz. Por debajo de eso el rotor se paraba en esta configuración. Un espaciado más cercano o núcleos ayudan.

¿Viste más de mil voltios?

No en esta mesa, pero la bobina de núcleo de hierro de calibre 32 en la otra mesa sí lo hizo en pasadas de inducción similares. La corriente se mantiene mínima.

¿Estas pasadas de bobina pueden reemplazar realmente los imanes permanentes?

Ese es el objetivo. Si el campo se hincha lo suficiente, los imanes del rotor y las bobinas de inducción reaccionan ante las bobinas del estator exactamente como lo harían ante imanes de neodimio.

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