Laminazione di acciaio al silicio a grani orientati

La laminazione di acciaio al silicio a grani orientati  è il materiale chiave per la produzione di nuclei di trasformatori ad alte prestazioni e l'impilamento di questi sottili fogli di acciaio al silicio in un nucleo è il processo principale che determina le prestazioni del trasformatore. La seguente descrizione copre tre aspetti: materiale, struttura e processo.

Materia prima del nucleo orientato: acciaio al silicio a grani orientati

Il motivo per cui un nucleo del trasformatore è chiamato 'nucleo orientato' risiede nell'uso di acciaio al silicio a grani orientati, un materiale speciale.

•  Orientamento unico dei grani : questo acciaio al silicio viene sottoposto a una lavorazione speciale durante la produzione, che allinea i grani interni in un orientamento magnetico coerente lungo la direzione di laminazione. In poche parole, in questa direzione, il materiale presenta la migliore permeabilità magnetica e le perdite più basse.

• Principio di applicazione : Pertanto, durante la progettazione del nucleo, il percorso principale del flusso magnetico deve passare lungo la direzione di laminazione dell'acciaio al silicio orientato per sfruttare appieno i suoi vantaggi di bassa perdita ed elevata permeabilità. Tutti i nuclei dei trasformatori ad alte prestazioni seguono questo principio di progettazione.

Struttura del nucleo laminato: dai singoli fogli all'insieme integrato

Dopo aver tagliato l'acciaio al silicio orientato in forme specifiche, impilandoli pezzo per pezzo si forma il corpo principale del nucleo.

• Forme di base : le strutture principali comuni includono la forma '日' (per trasformatori monofase), la forma 'E' e la forma '日'. Sono tutti costituiti da  arti centrali  (dove sono avvolte le bobine) e  gioghi  (che collegano gli arti per formare il circuito magnetico).

• Progettazione di dettaglio per la riduzione delle perdite :

1. Trattamento dei giunti : per ridurre la resistenza magnetica e le perdite nei giunti, i giunti delle lamiere di acciaio al silicio negli strati adiacenti sono  sfalsati e sovrapposti , anziché allineati in linea retta.

2.  Forma della sezione trasversale : per massimizzare l'area della sezione trasversale effettiva all'interno di uno spazio limitato, la sezione trasversale degli arti centrali è spesso progettata come una forma  a gradini  o  cruciforme  , impilata con fogli di acciaio al silicio di varie larghezze.

Processo di laminazione: da manuale ad automatico

Il processo di impilamento di fogli di acciaio al silicio a grani orientati in un nucleo è chiamato 'laminazione'.

• Laminazione manuale/semiautomatica : il processo tradizionale si basa sul lavoro manuale per posizionare le lastre di acciaio al silicio strato per strato secondo i disegni, il che è inefficiente, richiede elevata abilità e rende difficile garantire la stabilità della qualità. Alcuni processi migliorati possono aiutare un singolo lavoratore a completare parte del lavoro di accatastamento.

•  Linea di produzione di laminazione completamente automatica : questo è il metodo principale nella moderna produzione di trasformatori su larga scala. Il suo processo principale include in genere:

  1. Separazione e alimentazione automatica dei fogli : i dispositivi separano i fogli di acciaio al silicio uno per uno e li posizionano con precisione.

  2. Presa e preposizionamento robotizzati : un braccio robotico afferra i fogli e li posiziona su un tavolo di preposizionamento, regolandone automaticamente la posizione e rilevando anche se il tipo di foglio è corretto.

  3. Impilamento preciso : il braccio robotico posiziona i fogli con precisione sul tavolo di impilamento secondo le istruzioni programmate. Durante questo processo, un dispositivo di misurazione dell'altezza compensa automaticamente l'altezza per garantire uno spessore di impilamento costante.

  4. Formatura integrata : dopo che tutti i fogli sono stati impilati, l'anima viene spostata fuori insieme al tavolo di impilamento per i processi successivi come il bloccaggio e il ribaltamento.

In breve,  nucleo a grana orientata , mentre  il risultato è il  il nucleo laminato  si riferisce al processo. Utilizzando lo speciale materiale dell'acciaio al silicio a grani orientati e attraverso precisi processi di laminazione (da manuale ad automatizzato), viene prodotto un nucleo laminato orientato ad alte prestazioni.