Introdução
Os principais componentes de um transformador são o núcleo de ferro e os enrolamentos. O núcleo é feito principalmente de chapas laminadas de aço silício. Com teor de silício variando de 0,8% a 4,8%, possuem forte permeabilidade magnética.
Chapas de aço silício pré{0}}cortadas
Schapas de aço ilicon determinam a perda de potência do transformador
Quando um transformador opera, ele incorre em perdas na transmissão de energia. Existem dois tipos principais de perdas: uma é a perda de cobre, que ocorre devido à resistência dos enrolamentos; e a outra perda de ferro, que se origina nas chapas de aço silício. A perda de ferro em si é causada por dois fenômenos principais: perda por histerese e perda por correntes parasitas.
curva de histerese do transformador
A perda por histerese é a perda de ferro que ocorre devido ao fenômeno de histerese durante o processo de magnetização do núcleo de ferro. A magnitude desta perda é diretamente proporcional à área delimitada pelo circuito de histerese do material. O aço silício tem um circuito de histerese estreito, portanto, usá-lo para o núcleo do transformador resulta em menor perda de histerese.
Redemoinho do transformador-perda de corrente
A perda de corrente parasita é causada por correntes circulantes induzidas dentro do material do núcleo pelo fluxo magnético alternado. Essas correntes fluem em planos perpendiculares ao fluxo magnético e também resultam na geração de calor. Para reduzir essa perda, o núcleo de ferro é construído com chapas laminadas de aço silício, o que aumenta a resistência no caminho das correntes parasitas.
Como as chapas de aço de silício geram fluxo magnético e aumentam/diminuem a tensão
Chapas de aço silício determinam a perda de potência de um transformador. Conforme mencionado acima, seu tamanho e formato são fatores importantes que influenciam a perda de potência. Teoricamente, quanto mais finas forem as chapas de aço silício e mais estreitas as tiras laminadas, melhor será o efeito. No entanto, a eficiência da laminação e a seção transversal-efetiva também precisam ser consideradas. Normalmente, os núcleos do transformador usam chapas de aço silício laminadas a frio, geralmente em formato "E" ou "I", com espessura padrão de 0,35 mm.
Núcleo para transformadores imersos em óleo
Os transformadores operam segundo o princípio da indução eletromagnética. Dois enrolamentos, um primário e um secundário, são enrolados em torno de um núcleo de ferro fechado. Quando uma tensão alternada é aplicada ao enrolamento primário, uma corrente alternada flui através dele, criando uma força magnetomotriz (FMM). Este MMF conduz um fluxo magnético principal alternado através do núcleo de aço silício.
De acordo com a lei de Lenz, o fluxo magnético produzido pela corrente induzida irá opor-se à mudança no fluxo magnético original. Quando o fluxo magnético primário aumenta, o fluxo magnético produzido pela corrente induzida se opõe a ele, e uma tensão alternada de nível mais baixo aparece no enrolamento secundário.
Indicadores de desempenho para seleção de chapas de aço silício
A. Baixa perda de ferro.Este é o indicador de qualidade mais crítico. Os padrões globais classificam os graus principalmente com base nos valores de perda de ferro. Quanto menor for a perda de ferro, maior será o grau e melhor será a qualidade.
B. Alta indução magnética.Chapas de aço silício que podem atingir uma indução magnética mais alta sob o mesmo campo magnético resultarão em núcleos de transformadores menores e mais leves. Isso, por sua vez, economiza aço silício, fio de cobre e materiais isolantes.
C. Alto fator de empilhamento.Superfícies lisas e planas e espessura uniforme em chapas de aço silício melhoram a densidade de empacotamento do núcleo. Isso leva a um aumento na eficiência do espaço e no desempenho magnético.
Oficina de corte de aço silício da VKE
D. Bom desempenho de perfuração.Esta propriedade é especialmente importante para a fabricação de núcleos utilizados em motores pequenos e micro.
E. Boa adesão e soldabilidade do revestimento de isolamento de superfície.Um revestimento isolante durável que adere bem e permite uma soldagem confiável é essencial para a montagem e desempenho do núcleo.
F. Resistência ao envelhecimento magnético.O material deve manter propriedades magnéticas estáveis ao longo do tempo e sob tensões operacionais.
G. Condição de entrega exigida.As chapas de aço silício devem ser fornecidas após os processos de recozimento e decapagem para garantir propriedades magnéticas e mecânicas ideais.