Material del núcleo del transformador: por qué se prefiere la lámina de acero al silicio

Existen muchas sustancias conductoras magnéticas , incluidas aleaciones a base de titanio , aleaciones a base de cobre y titanato de hierro y estroncio. Aunque estos materiales ofrecen una conductividad magnética decente, la lámina de acero al silicio sigue siendo el material dominante del núcleo del transformador para equipos de transformadores de frecuencia eléctrica.

¿Por qué la lámina de acero al silicio se convierte en el material preferido para el núcleo del transformador?

El acero al silicio ofrece amplias ventajas que lo hacen ideal como material del núcleo de un transformador:

• Alta permeabilidad magnética: proporciona rutas de flujo magnético cerradas y suaves para los devanados del transformador.

• Baja pérdida del núcleo: en comparación con materiales magnéticos alternativos, el acero al silicio genera una pérdida de hierro mucho menor durante el funcionamiento con campo magnético alterno . Su rendimiento superior de histéresis permite una rápida respuesta en el dominio magnético, lo que reduce en gran medida la pérdida por histéresis.

• Buena resistencia a la corrosión: mantiene un rendimiento estable en diversas condiciones ambientales químicas.

• Rentable : si bien la lámina de acero al silicio tiene un precio de compra moderado, su larga vida útil ofrece un excelente rendimiento general en términos de costo .

• Resistencia mecánica suficiente: Ofrece soporte mecánico confiable para los devanados del transformador y otros conjuntos internos.

¿Por qué se procesa acero al silicio en láminas delgadas para núcleos de transformadores?

Los bloques sólidos y gruesos de acero al silicio producen graves pérdidas por corrientes parásitas bajo un flujo magnético alterno. Cuando el acero al silicio se convierte en finas láminas aisladas para el material del núcleo del transformador, las pérdidas por corrientes parásitas se pueden reducir significativamente.

El núcleo de hierro de un transformador se ensambla apilando láminas de acero al silicio aisladas entre Cada laminación delgada limita la sección transversal sí . disponible para la circulación de corrientes parásitas , lo que aumenta la resistencia eléctrica a lo largo de las rutas de las corrientes parásitas y suprime el desperdicio de energía de las corrientes parásitas.

El procesamiento laminado también aporta flexibilidad de fabricación. Los fabricantes pueden seleccionar láminas de acero al silicio en bruto calificadas, realizar cortes precisos de acuerdo con los requisitos de diseño y controlar estrictamente el espesor y la planitud. Este proceso ahorra consumo de materia prima , reduce los costos de producción y mejora la confiabilidad del transformador.

Principales clasificaciones de láminas de acero al silicio

Clasificados por Proceso de Producción

• Chapa de acero al silicio laminada frío en : Laminada en condiciones de temperatura ambiente . Presenta una superficie lisa, sin grietas, densidad uniforme y propiedades magnéticas estables. Se puede dividir a su vez en tipo ordinario y tipo con alto contenido de silicio según el contenido de silicio.

• Chapa de acero al silicio laminada caliente en : Producida mediante laminación a alta temperatura Cuesta menos que los grados laminados . en frío , pero tiene un acabado superficial inferior y un rendimiento magnético ligeramente peor. Incluye variantes ordinarias, de alto contenido de silicio y de silicio ultraalto .

Clasificados por Dirección de Magnetización

• Hoja de acero al silicio no frío orientada laminada en : un grado ampliamente adoptado para el material del núcleo de transformadores Ofrece alta permeabilidad y baja pérdida magnética, adecuado para . inductores y transformadores de potencia de pequeño tamaño .

• Chapa de acero al silicio orientada laminada en frío : los granos se alinean en dirección durante la producción. Su dirección de magnetización coincide con las rutas del flujo magnético del núcleo para reducir la pérdida de hierro y la pérdida magnética. Se utiliza ampliamente para transformadores de alta potencia y motores eléctricos .

• Hoja de acero de silicio orientado laminada caliente en : una calidad superior para equipos de la industria eléctrica de alta gama , como transformadores de gran capacidad y convertidores de frecuencia, que ofrece un rendimiento magnético excelente y una mayor eficiencia del núcleo.

Clasificados por forma

Las láminas de acero al silicio están disponibles en tipo EI , tipo UI , tipo C , marco cuadrado y otras formas. gracias Las láminas de acero al silicio de marco cuadrado se adoptan comúnmente para transformadores de alta potencia a su aislamiento confiable, su favorable disipación de calor y un circuito magnético corto.

Clasificados por Tratamiento de Aislamiento

• Forjado (lámina negra): tratado a alta temperatura para formar una película de óxido en la superficie para mejorar el rendimiento del aislamiento.

• No forjado (hoja blanca): Conserva la superficie lisa original sin tratamiento de forja con película de óxido.

Otro material opcional del núcleo del transformador

La lámina de acero al silicio sigue siendo el material más utilizado para el núcleo de los transformadores. Hay materiales centrales alternativos disponibles, pero están limitados por flujos de trabajo de producción complicados y costos más elevados. Por ejemplo, los núcleos especiales para transformadores de tipo seco adoptan soluciones de materiales modificados para escenarios de trabajo específicos.