Laminação de Aço Silício com Grão Orientado

A laminação de aço silício com orientação de grãos  é o material chave para a fabricação de núcleos de transformadores de alto desempenho, e empilhar essas finas chapas de aço silício em um núcleo é o processo central que determina o desempenho do transformador. A descrição a seguir cobre três aspectos: material, estrutura e processo.

Matéria-prima do núcleo orientado: aço silício de grão orientado

A razão pela qual um núcleo de transformador é chamado de “núcleo orientado” reside no uso de aço silício de grão orientado, um material especial.

•  Orientação exclusiva dos grãos : Este aço silício passa por um processamento especial durante a produção, que alinha os grãos internos em uma orientação magnética consistente ao longo da direção de laminação. Simplificando, nesse sentido, o material apresenta a melhor permeabilidade magnética e as menores perdas.

• Princípio de aplicação : Portanto, ao projetar o núcleo, o caminho principal do fluxo magnético deve passar ao longo da direção de laminação do aço silício orientado para aproveitar totalmente suas vantagens de baixa perda e alta permeabilidade. Todos os núcleos de transformadores de alto desempenho seguem este princípio de design.

Estrutura do Núcleo Laminado: Das Folhas Individuais a um Todo Integrado

Depois de cortar o aço silício orientado em formatos específicos, empilhá-los peça por peça forma o corpo principal do núcleo.

• Formas básicas : estruturas de núcleo comuns incluem a forma '日' (para transformadores monofásicos), a forma 'E' e a forma '日'. Todos eles consistem em  membros centrais  (onde as bobinas são enroladas) e  jugos  (que conectam os membros para formar o circuito magnético).

• Projeto detalhado para redução de perdas :

1. Tratamento de juntas : Para reduzir a resistência magnética e as perdas nas juntas, as juntas das chapas de aço silício em camadas adjacentes são  escalonadas e sobrepostas , em vez de alinhadas em linha reta.

2.  Formato da seção transversal : Para maximizar a área da seção transversal efetiva dentro de um espaço limitado, a seção transversal dos membros centrais é frequentemente projetada como uma forma  escalonada  ou  cruciforme  , empilhada com chapas de aço silício de larguras variadas.

Processo de Laminação: Do ​​Manual ao Automático

O processo de empilhamento de chapas de aço silício com grãos orientados em um núcleo é chamado de “laminação”.

• Laminação Manual / Semiautomática : O processo tradicional depende de trabalho manual para colocar as chapas de aço silício camada por camada de acordo com os desenhos, o que é ineficiente, requer alta habilidade e dificulta a garantia da estabilidade da qualidade. Alguns processos melhorados podem ajudar um único trabalhador a concluir parte do trabalho de empilhamento.

•  Linha de produção de laminação totalmente automática : Este é o método convencional na fabricação moderna de transformadores em grande escala. Seu processo principal normalmente inclui:

  1. Separação e alimentação automática de chapas : Os dispositivos separam as chapas de aço silício uma por uma e as posicionam com precisão.

  2. Agarração e Pré-posicionamento Robótico : Um braço robótico agarra as chapas e as coloca sobre uma mesa de pré-posicionamento, ajustando automaticamente sua posição e até detectando se o tipo de chapa está correto.

  3. Empilhamento preciso : O braço robótico coloca as folhas com precisão na mesa de empilhamento de acordo com as instruções programadas. Durante este processo, um dispositivo de medição de altura compensa automaticamente a altura para garantir uma espessura de empilhamento consistente.

  4. Formação Integrada : Depois que todas as folhas são empilhadas, o núcleo é movido junto com a mesa de empilhamento para processos subsequentes, como fixação e inversão.

Resumindo, o  núcleo de grão orientado  é o resultado, e  o núcleo laminado  refere-se ao processo. Utilizando o material especial de aço silício de grão orientado e através de processos de laminação precisos (do manual ao automatizado), é produzido um núcleo laminado orientado de alto desempenho.