Introducción a los materiales de los núcleos de los transformadores.

Introducción a los materiales del núcleo del transformador

El núcleo del transformador está compuesto por láminas de acero al silicio. Para reducir la pérdida de energía (generación de calor) dentro del núcleo, se construye apilando láminas de acero al silicio con un espesor de 0,23 a 0,5 mm. Las láminas de acero al silicio utilizadas en los transformadores tienen un contenido de silicio muy alto. Ambos lados de cada hoja están recubiertos con barniz aislante, que aísla las hojas apiladas entre sí. El espesor de este barniz aislante es de sólo unos pocos micrómetros (μm).

Las láminas de acero laminadas en frío se utilizan ahora ampliamente en transformadores de potencia. En comparación con las láminas de acero laminadas en caliente utilizadas en el pasado, reducen significativamente el peso y las dimensiones del transformador para la misma capacidad (clasificación). Esto se debe a que las láminas de acero laminadas en frío exhiben una permeabilidad magnética muy alta cuando se magnetizan a lo largo de la dirección de laminación.

Las láminas de acero al silicio pertenecen a la categoría de materiales magnéticos blandos. Los materiales magnéticos poseen anisotropía y varias características distintas. Esto significa que tienen una o más direcciones con propiedades magnéticas superiores. Cuando se magnetiza hasta la saturación en estas direcciones, la energía requerida es mínima; por lo tanto, estas direcciones se denominan 'ejes fáciles de magnetización'. La energía necesaria para saturar el material en otras direcciones excede la de los ejes fáciles. En consecuencia, cuando se utilizan diversos materiales magnéticos, es fundamental prestar atención a su orientación magnética específica. Los diferentes materiales magnéticos demuestran distintas ventajas en su rendimiento magnético.

Las láminas de acero al silicio son uno de los materiales clave para la fabricación de transformadores y su rendimiento afecta directamente el rendimiento general y las dimensiones geométricas del transformador. Primero se deben definir claramente las propiedades de las láminas de acero al silicio, y luego se debe determinar el diámetro de la rama central, el área de la sección transversal y el área de la sección transversal del yugo. Las especificaciones finales del núcleo se determinan después de completar los cálculos del devanado.

Las láminas de acero al silicio utilizadas en los núcleos incluyen tipos laminados en caliente (como DR315-50, DR290-50) y tipos laminados en frío. El primero tiene un rendimiento más pobre y una pérdida específica más alta (pérdida por unidad), mientras que el segundo ofrece un mejor rendimiento y una pérdida específica más baja, lo que lo convierte en la opción preferida para transformadores de bajas pérdidas. Los transformadores modernos de bajas pérdidas utilizan láminas de acero al silicio laminadas en frío de grano orientado y de alta calidad.