Otimização da Transmissão de Fluxo Magnético no Projeto de Núcleos de Transformadores a Seco

A eficiência de transmissão do campo magnético alternado num transformador a seco depende da relutância do núcleo, da orientação dos grãos e da geometria das juntas. A utilização de aço silício de alta permeabilidade com juntas de sobreposição escalonada reduz as perdas por histerese e correntes parasitas, diminuindo o aumento de temperatura e o consumo total de energia.

Permeabilidade e Perda por Histerese do Aço Silício
O aço silício com grãos orientados cria um caminho de baixa resistência para as linhas magnéticas. O alinhamento dos domínios atómicos paralelamente às direções de laminagem reduz a potência de excitação, ao mesmo tempo que aumenta a densidade de fluxo num transformador a seco encapsulado sob carga.

As lâminas de silício de calibre fino com revestimentos isolantes previnem as correntes parasitas internas, garantindo estabilidade sob cargas harmónicas variáveis:

Reduz o aquecimento do núcleo durante o funcionamento contínuo

Diminui os requisitos de energia de excitação

Protege as camadas de laminação contra a rotura superficial

Arquitetura da Junta do Núcleo e Descontinuidade do Fluxo
As juntas de sobreposição padrão criam folgas que empurram o fluxo magnético através das camadas de laminação perpendicularmente. Este layout aumenta as perdas em vazio e causa ruído devido às forças de magnetostrição no circuito do núcleo.

Impacto da Configuração de Juntas de Sobreposição Escalonada
Os ângulos de sobreposição diagonal deslocam os percursos do fluxo através dos degraus das lâminas, reduzindo a relutância do entreferro num transformador a seco para utilização no exterior.

Os padrões de escalonamento em múltiplos degraus dividem os entreferros em planos verticais distintos.

A redução da fuga de fluxo diminui as emissões de campos magnéticos dispersos em todas as instalações de transformadores de potência a seco.

Eficiência do Sistema e Impacto Operacional
O aço de alta permeabilidade combinado com o design de juntas de sobreposição escalonada totalmente inclinadas proporciona benefícios operacionais mensuráveis ​​para as redes de energia:

A redução das perdas no núcleo diminui as temperaturas de funcionamento, prolongando a vida útil do isolamento em unidades de transformadores a seco de 25 kVA.

A redução da relutância do entreferro mantém a distribuição uniforme do campo magnético em todas as camadas de lâminas.

A redução da saturação previne o stress térmico e diminui os custos operacionais nas redes de distribuição.