A CHH Power concentra-se na melhoria da estrutura do núcleo (um fator controlável pelo fabricante que aumenta as perdas em vazio) para reduzir efetivamente essas perdas. Ao otimizar as juntas do núcleo, a largura da sobreposição e a seleção da largura, conseguimos uma distribuição uniforme da densidade de fluxo magnético, reduzindo a densidade magnética local nos cantos do núcleo sem alterar sua seção transversal efetiva. Abaixo, apresentamos três estratégias práticas e econômicas de otimização, comprovadas por dados de teste.
As folgas nas juntas das chapas de aço silício do núcleo aumentam a resistência magnética. Isso eleva a densidade magnética local das lâminas adjacentes, resultando em maiores perdas em vazio e maior capacidade de excitação.
- Mais estágios de costura reduzem a perda local na área da costura, mas o benefício marginal diminui com estágios adicionais.
- Estágios de costura mais avançados também aumentam a dificuldade de processamento, o tempo de corte da chapa de aço silício e a complexidade do empilhamento do núcleo, elevando os custos de produção.
- As juntas de terceira ordem equilibram o desempenho e a viabilidade do processo: empilhamento alternado de três tipos de laminação, adicionando apenas um tipo de folha à coluna central, aumentando ligeiramente a complexidade do processo, mas melhorando significativamente as propriedades magnéticas.
A CHH Power testou os transformadores S9-800/10 e S9-1000/10 com o mesmo projeto, estrutura e materiais, variando apenas as juntas de sobreposição do núcleo:
- Costuras escalonadas: 2 unidades (1000kVA).
- Costuras de terceira ordem: 3 unidades (1000kVA) + unidades S9-800/10.
ResultadoSob a mesma seção transversal da coluna central, as juntas de terceira ordem reduzem a perda sem carga em 7% a 8% em média Em comparação com juntas escalonadas, há apenas ligeiros aumentos no tempo de corte do aço silício e no empilhamento do núcleo.
A largura da sobreposição na área de junção entre as pernas do núcleo e os culatras transversais (nos cantos da laminação do núcleo) afeta o desempenho em vazio. Áreas de sobreposição maiores expandem os caminhos do fluxo magnético, aumentando a perda em vazio.
Os testes mostram que, para juntas de 45°, cada aumento de 1% na área de sobreposição eleva a perda sem carga em 0.3%.
- Equilibre a perda em vazio e a resistência mecânica para selecionar a área de sobreposição ideal.
- Modificar a área de junção em forma de torre do núcleo: reduzir o tamanho de alguns orifícios triangulares no núcleo para diminuir a densidade magnética local nesses orifícios.
- Ajuste o ângulo de laminação do núcleo: reduza de 10 mm para 5 mm. Isso aumenta a área da seção transversal das cavidades triangulares nos cantos do núcleo, reduzindo inevitavelmente a densidade magnética local e, consequentemente, gerando uma economia de energia significativa.
Núcleo do transformador As perdas em vazio estão relacionadas tanto às perdas unitárias no ferro quanto ao peso do núcleo. O peso nos cantos do núcleo é um fator crucial no peso total do núcleo, impactando diretamente o custo do transformador e as perdas em vazio.
A CHH Power otimiza o design da largura do núcleo para reduzir o peso desnecessário nos cantos:
- Evite larguras de núcleo excessivas que aumentem o uso de material nos cantos.
- A largura do núcleo deve ser ajustada aos requisitos de fluxo magnético, garantindo uma densidade de fluxo uniforme e minimizando o consumo de material do núcleo.
Benefício Duplo: Reduz os custos do material do núcleo e diminui as perdas em vazio (já que um núcleo mais pesado significa menos perdas por histerese e correntes parasitas).
- Todas as otimizações visam uma densidade de fluxo magnético uniforme: a seção transversal efetiva do núcleo permanece inalterada, evitando impactos negativos na capacidade de carga do transformador.
- As juntas de terceira ordem exigem um controle preciso do empilhamento das lâminas para garantir o alinhamento correto — a CHH Power utiliza equipamentos de empilhamento automatizados para manter a estabilidade do processo.
- A redução da largura de sobreposição não deve comprometer a resistência mecânica: realizamos testes de tensão estrutural para confirmar a estabilidade do núcleo após a otimização.
