Introducció
Els components principals d'un transformador són el nucli de ferro i els bobinatges. El nucli està fet principalment de làmines d'acer de silici laminat. Amb un contingut de silici que oscil·la entre el 0,8% i el 4,8%, posseeixen una forta permeabilitat magnètica.
Xapes d'acer al silici pre-tallades
SLes làmines d'acer ilicon determinen la pèrdua de potència del transformador
Quan un transformador funciona, incorre en pèrdues de transmissió de potència. Hi ha dos tipus principals de pèrdues: una és la pèrdua de coure, que es produeix a causa de la resistència dels bobinatges; i l'altra pèrdua de ferro, que s'origina dins de les làmines d'acer al silici. La pèrdua de ferro en si és causada per dos fenòmens principals: la pèrdua per histèresi i la pèrdua de corrents de Foucault.
corba d'histèresi del transformador
La pèrdua d'histèresi és la pèrdua de ferro que es produeix a causa del fenomen d'histèresi durant el procés de magnetització del nucli de ferro. La magnitud d'aquesta pèrdua és directament proporcional a l'àrea tancada pel bucle d'histèresi del material. L'acer al silici té un bucle d'histèresi estret, de manera que utilitzar-lo per al nucli del transformador provoca una pèrdua d'histèresi més petita.
Pèrdua-de corrent de Foucault del transformador
La pèrdua de corrents de Foucault és causada pels corrents circulants induïts dins del material del nucli pel flux magnètic altern. Aquests corrents flueixen en plans perpendiculars al flux magnètic i també donen lloc a la generació de calor. Per reduir aquesta pèrdua, el nucli de ferro es construeix amb làmines d'acer de silici laminat, la qual cosa augmenta la resistència en el camí dels corrents de Foucault.
Com les làmines d'acer de silici generen flux magnètic i augmenten/baixen la tensió
Les làmines d'acer al silici determinen la pèrdua de potència d'un transformador. Com s'ha esmentat anteriorment, la seva mida i forma són factors importants que influeixen en la pèrdua d'energia. Teòricament, com més fines siguin les làmines d'acer al silici i com més estretes siguin les tires laminats, millor serà l'efecte. Tanmateix, també s'ha de tenir en compte l'eficiència de la laminació i la-secció transversal efectiva. Normalment, els nuclis dels transformadors utilitzen làmines d'acer de silici laminat en fred-, sovint en forma d'"E" o "I", amb un gruix estàndard de 0,35 mm.
Nucli per a transformadors submergits en oli
Els transformadors funcionen segons el principi d'inducció electromagnètica. Dos bobinatges, un primari i un secundari, s'enrotllen al voltant d'un nucli de ferro tancat. Quan s'aplica una tensió alterna al bobinatge primari, un corrent altern flueix a través d'ell, creant una força magnetomotriu (MMF). Aquest MMF impulsa un flux magnètic principal altern a través del nucli d'acer al silici.
Segons la llei de Lenz, el flux magnètic produït pel corrent induït s'oposarà al canvi en el flux magnètic original. Quan el flux magnètic primari augmenta, el flux magnètic produït pel corrent induït s'hi oposa i apareix una tensió alterna de nivell inferior-al bobinat secundari.
Indicadors de rendiment per a la selecció de xapes d'acer al silici
A. Baixa pèrdua de ferro.Aquest és l'indicador de qualitat més crític. Els estàndards globals classifiquen els graus principalment en funció dels valors de pèrdua de ferro. Com més baixa sigui la pèrdua de ferro, més gran serà la qualitat i millor serà la qualitat.
B. Alta inducció magnètica.Les làmines d'acer al silici que poden aconseguir una inducció magnètica més alta sota el mateix camp magnètic donaran lloc a nuclis de transformador més petits i lleugers. Això, al seu torn, estalvia acer al silici, filferro de coure i materials aïllants.
C. Alt factor d'apilament.Les superfícies llises i planes i el gruix uniforme de les làmines d'acer al silici milloren la densitat d'embalatge del nucli. Això condueix a un augment de l'eficiència espacial i del rendiment magnètic.
Taller de tall d'acer al silici de VKE
D. Bon rendiment de perforació.Aquesta propietat és especialment important per a la fabricació de nuclis utilitzats en petits i micromotors.
E. Bona adherència i soldabilitat del recobriment d'aïllament superficial.Un recobriment aïllant durador que s'adhereixi bé i permeti una soldadura fiable és essencial per al muntatge i el rendiment del nucli.
F. Resistència a l'envelliment magnètic.El material ha de mantenir propietats magnètiques estables al llarg del temps i sota tensions operatives.
G. Condició de lliurament requerida.Les làmines d'acer al silici s'han de subministrar després dels processos de recuit i decapat per garantir propietats magnètiques i mecàniques òptimes.