Retirada del bobinado deteriorado.

Antes de proceder, hay que documentarlo todo. Ya tenemos el esquema del bobinado con los grupos en paralelo como antes vimos en el esquema válido para la disposición de los grupos, Ya sabemos que esta disposición es correcta, pero la conexión no es serie entre grupos, sino paralelo. Ahora falta aclarar la disposición de los sensores hall y de temperatura del bobinado.

Detalle de los sensores Hall y sensor de temperatura.

El bobinado tiene tres sensores hall a cada lado, pueden utilizarse tres del lado que se prefiera. Los tres sensores del fondo están destruidos, y se observa en el frontal la conexión de los tres sensores que tienen tres hilos cada uno. Los colores rojo y negro son alimentación de 5Vcc soldados a las patillas 1 y 2 respectivamente. Los colores verde, azul y amarillo son las salidas de señal hall de cada sensor y están conectadas a cada patilla central, o patilla 3 de cada sensor Hall.

Los cables rojo y negro que en la foto tienen una funda blanca son el sensor de temperatura KT88 a dos hilos, que se conecta al mismo conector de los sensores hall.

Para ver la referencia de los sensores hall se usó una lupa electrónica.

Visionado de la referencia de un componente con lupa electrónica.

La referencia 43A es común para sensores hall, y su precio es bajo. Sustituiremos todos los sensores, excepto el de temperatura.

En numerosos motores BLDC, el uso y disposición de sensores es similar al mostrado aquí.

Ahora sí que podemos retirar el bobinado para despejar completamente el estator, y limpiarlo para albergar el nuevo bobinado.

Se usa un formón bien afilado y un pequeño martillo de bola para cortar todas las cabezas de las bobinas. Posteriormente, con martillo y botador de la medida de la ranura, se empujan hacia fuera los lados activos interiores de las ranuras. Después de retiran los restos de aislamientos, pegamentos, resinas, y residuos.

En la próxima foto se muestra el corte limpio con un formón bien afilado, del tamaño adecuado.

Retirada del bobinado defectuoso

Al dejar un corte limpio, podemos contar el número de espiras en una ranura. Puesto que cada ranura está ocupada por el lado activo de dos bobinas, entonces dividimos entre dos el número de hilos en cada ranura para cada bobina. Resulta 63 el número de hilos por bobina. Dado que cada conexión tiene 9 hilos en paralelo entonces el número de espiras es de 7. El diámetro del hilo medido con micrómetro es de 0,85 mm de diámetro.

Realmente la cantidad de hilo de cobre para un motor de este tipo no es elevada, teniendo en cuenta que el intenso campo magnético del rotor está formado por imanes permanentes de neodimio. El verdadero valor lo tiene el tiempo necesario para rebobinar la máquina, a la vista de la gran cantidad de polos, alta intensidad y pequeño espacio disponible. El resto de materiales de bobinado es el de uso normal en cualquier motor trifásico.

Con el uso de papel de 0,4mm de espesor aislamos ranuras. Nótese que el exceso de papel solo servirá después para evitar que el cobre entre en la ranura sin rozarlo con el hierro. El papel sobrante se corta. Disponer de guillotina es útil para el bobinador, pues acelera el corte de aislantes, ahorra tiempo y aumenta la precisión de los cortes. Se dispondrá también de tapas cortadas previamente para cerrar las ranuras, y también de las piezas de papel aislante para aislamiento entre bobinas en el interior de una misma ranura. Todo ello debe ensayarse antes, medir las dimensiones de cada pieza y disponer de ellas a mano.

Véase que el bobinado de 7 espiras puede hacerse a mano, pero hay que dar uniformidad a las bobinas. Para ello nos ayudamos de un trozo de manguera como modo de dar forma a las cabezas sin rozar el núcleo. También vemos los 9 hilos en paralelo que forman cada bobina y grupo.

Los extremos de cada bobina deben tener longitud suficiente para rodear todo el bobinado hasta su punto de conexión, en los principios y los finales de cada bobina.

Se evitará que una bobina toque el hierro. Se evitará que una bobina toque a otra de distinta fase, sin tener un refuerzo en el aislamiento, como papel, tubo aislante, etc.

Proseguimos introduciendo bobinas en las ranuras. Resulta difícil equivocarse porque pronto se ve que el salto de principios no concuerda y nos daremos cuenta de que algo no concuerda. 

En la imagen se aprecia el soporte que hemos montado con unas piezas de madera para poder girar el núcleo en el aire, sin rozar la mesa.

También el aspecto del llenado de la ranura indica que el proceso está regularizado, pues cada bobina tiene 7 únicas espiras pero con 9 hilos en paralelo. Por ello, una vuelta son 9 hilos y eso se nota en el hueco de la ranura. 

A medida que avanzamos por el bobinado, vamos aislando los lados activos de bobinas de distinta fase,  tapamos ranuras con cañas de tapa, y recortamos los excesos de aislante de ranura.

Conexión de estrella.

Primero se recortan convenientemente todos los extremos del lado de los finales de los grupos. Se conectan en estrella en un único punto con una cantidad total de 183 hilos que previamente habrán sido pelados. Esto requiere del uso de un pelador eléctrico. Nosotros lo hicimos a mano, por última vez, ahora ya tenemos pelador. La gran cantidad de hilos reunidos en un solo punto necesita hacerse con cuidado de no dejar ningún hilo sin aportar corriente a la estrella. Las líneas de final de grupo después se atan también a las cabezas de bobina, de esta forma podemos ahora acometer la conexión de las tres fases y después los sensores.

Sensores Hall.

Una vez preparados los sensores hall con unas porciones de hilo de 0,5mm2 los colocamos en su posición original con pegamento epoxi rápido. Deben quedar enrasados con la superficie del estator. Lo hilos verdes, azules y amarillos corresponden a las salidas de los sensores, y se conectan a la patilla 3 de cada sensor.

En nuestro caso los conductores de los sensores hall y el sensor de temperatura están próximos a la entrada del eje hueco por donde circulan los cables de alimentación y sensores.

Una vez soldados con estaño los hilos a las patillas de los sensores, se aíslan con tubo termorretractil.