Material del núcleo de hierro

El núcleo de hierro del transformador Scb11 suele estar fabricado con chapas de acero al silicio de grano orientado, de alta calidad y laminadas en frío. Estas chapas han sido sometidas a procesos especiales de laminación en frío, lo que permite que sus granos internos estén organizados de manera muy ordenada a lo largo de la dirección de laminación. Esto confiere a las chapas de acero al silicio unas excelentes propiedades magnéticas, un factor clave para que el núcleo de hierro ofrezca un buen rendimiento.

Características de rendimiento

Alta permeabilidad

• El núcleo de hierro presenta una alta permeabilidad y puede generar una intensidad de inducción magnética relativamente elevada bajo una intensidad de campo magnético relativamente baja. Cuando el transformador está en funcionamiento, solo se requiere una pequeña corriente de excitación para establecer un campo magnético suficiente, lo que reduce eficazmente las pérdidas en vacío y mejora la eficiencia de operación del transformador.

Baja pérdida de hierro

• Las pérdidas en el hierro incluyen principalmente las pérdidas por histéresis y las pérdidas por corrientes de Foucault. Las chapas de acero al silicio laminado en frío, orientadas a la grano, utilizadas en el núcleo de hierro del transformador Scb11 presentan un bucle de histéresis estrecho y unas pérdidas por histéresis reducidas. Asimismo, la estructura de chapa fina y el buen recubrimiento aislante superficial de estas chapas contribuyen a disminuir las pérdidas por corrientes de Foucault. Estos factores mantienen las pérdidas en el hierro del núcleo a un nivel bajo y ayudan a reducir las pérdidas energéticas durante el funcionamiento del transformador.

Buena estabilidad magnética

• En condiciones de diferentes temperaturas de operación y variaciones de carga, el núcleo de hierro puede mantener propiedades magnéticas relativamente estables. Esta característica es muy importante para asegurar la estabilidad del voltaje y la corriente de salida del transformador, reduciendo eficazmente las fluctuaciones de voltaje y las distorsiones de la forma de onda, y proporcionando energía eléctrica estable y confiable al sistema de potencia.

Estructura de núcleo de hierro

Estructura laminada

• Por lo general, se adopta una estructura de núcleo de hierro laminado. Las chapas de acero al silicio se laminan una a una, y entre cada chapa se dispone una capa aislante. Esta configuración permite reducir de manera significativa el recorrido de las corrientes de Foucault, lo que disminuye eficazmente las pérdidas por este fenómeno. Asimismo, la estructura laminada resulta conveniente para su fabricación e instalación, y el tamaño y la forma del núcleo de hierro pueden ajustarse con flexibilidad según las especificaciones y requisitos particulares del transformador.

Parámetros técnicos

Estructura de núcleo de hierro trifásica (para transformadores trifásicos)

• En los transformadores trifásicos, el núcleo de hierro está compuesto principalmente por tres columnas y por los yugos superior e inferior. Los devanados trifásicos se montan respectivamente sobre las tres columnas. Esta configuración permite una distribución más uniforme de los campos magnéticos en las tres fases, reduce las pérdidas debidas a circuitos magnéticos desequilibrados y garantiza el funcionamiento balanceado de las tres fases del transformador.

Proceso de fabricación

Procesamiento de chapas de acero al silicio

• En primer lugar, las láminas de acero al silicio deben someterse a un proceso de elaboración. Las láminas de acero al silicio en bobina se cortan en tamaños y formas adecuados, de acuerdo con los requisitos del diseño. Durante el proceso de corte, es preciso garantizar una alta precisión para asegurar la estanqueidad y la exactitud de las laminaciones posteriores. En ocasiones, también es necesario realizar punzonado en las láminas de acero al silicio para crear orificios destinados a la instalación de devanados y otros componentes.

Tratamiento de aislamiento

• Con el fin de evitar cortocircuitos entre las chapas de acero al silicio y un aumento de las pérdidas por corrientes de Foucault, es necesario aislar la superficie de dichas chapas. Por lo general, se aplica una pintura aislante sobre la superficie de las chapas o se emplean otros materiales aislantes para garantizar un buen rendimiento de aislamiento entre chapas adyacentes.

Laminación del núcleo de hierro

• Las chapas de acero al silicio, tras el tratamiento de aislamiento, se laminan siguiendo un orden y una dirección específicos. Durante el proceso de laminación, es preciso asegurar la planicidad y la estanqueidad de las láminas para evitar laminaciones desiguales o flojas; de lo contrario, ello afectará negativamente las propiedades magnéticas y mecánicas del núcleo de hierro.

Sujeción y fijación

• Tras laminar el núcleo de hierro, es necesario sujetarlo y fijarlo mediante abrazaderas o ataduras para garantizar la estabilidad de la estructura del núcleo. De este modo se evita que el núcleo se desplace o se deforme debido a las fuerzas electromagnéticas y a otros factores durante el funcionamiento del transformador.