Actualmente, hay dos materiales principales para la fabricación de núcleos de transformadores en el mundo: acero al silicio y aleación amorfa.
Hoja de acero al silicio
Este es el material principal para núcleos de transformadores, generalmente apilado con hojas de acero al silicio laminadas en caliente o en frío con un alto contenido de silicio. La hoja de acero al silicio es un acero que contiene silicio con un contenido de silicio entre 0.8% y 4.8%. El acero al silicio se utiliza como núcleo del transformador porque el acero al silicio en sí es un material magnético con fuerte conductividad magnética. Puede generar una gran intensidad de inducción magnética en la bobina energizada, reduciendo así el tamaño del transformador. La calidad de la hoja de acero al silicio generalmente se expresa por la densidad de flujo magnético B. Diferentes tipos de hojas de acero al silicio tienen diferentes densidades de flujo magnético. Por ejemplo, el valor B de la hoja de hierro negro es 6000-8000, la hoja de bajo silicio es 9000-11000, y la hoja de alto silicio es 12000-16000. Para reducir la pérdida por corrientes de Foucault, se aplicará pintura aislante entre cada hoja de acero al silicio para formar un conductor independiente.
Dado que el transformador generará pérdida por corrientes de Foucault durante el funcionamiento, para reducir la pérdida por corrientes de Foucault, el núcleo del transformador se apila con hojas de acero al silicio aisladas, de modo que la corriente de Foucault pase a través de una sección transversal más pequeña en un bucle estrecho para aumentar la resistencia en el camino de la corriente de Foucault; al mismo tiempo, el silicio en el acero al silicio aumenta la resistividad del material, lo que también juega un papel en la reducción de la corriente de Foucault.
La hoja de acero al silicio es un material de acero eléctrico especial con una serie de ventajas como alta permeabilidad magnética, baja resistividad y baja pérdida por histéresis.
Características de las hojas de acero al silicio
1.La superficie de la hoja de acero al silicio tiene una capa de óxido muy delgada, que tiene ciertas propiedades anticorrosivas.
2.La pérdida por histéresis del material de la hoja de acero al silicio es relativamente pequeña, no es fácil que genere calor y no afectará el funcionamiento normal del equipo electromagnético.
3.El material de la hoja de acero al silicio es fácil de procesar y se puede convertir en núcleos de hierro de diferentes formas y tamaños mediante corte, prensado, etc. Sus principales características son: El acero al silicio tiene alta permeabilidad magnética, baja fuerza coercitiva, gran resistividad, pequeña pérdida por histéresis, y puede reducir en gran medida el grado de generación de calor.
Aleaciones amorfas
Las aleaciones amorfas se han convertido en el foco de investigación y desarrollo en la comunidad de ciencia de materiales tanto en el país como en el extranjero desde la década de 1980. Porque tiene una característica estructural metaestable de orden a corto alcance y desorden a largo alcance. En estado sólido, el espacio tridimensional de sus átomos es topológicamente desordenado y permanece relativamente estable dentro de un cierto rango de temperatura.
En términos de propiedades mecánicas, tiene una resistencia y dureza extremadamente altas, pero un módulo elástico bajo. La elongación del vidrio metálico es pequeña cuando se estira (1.5%-2.5%), pero muestra alta plasticidad cuando se comprime y se dobla, lo que indica que tiene buena tenacidad mientras tiene alta resistencia.
En términos de propiedades físicas, las aleaciones amorfas generalmente tienen mayor resistividad y un coeficiente de temperatura de resistencia más pequeño. La aleación amorfa es un nuevo tipo de material con una permeabilidad magnética sobresaliente. Tiene una estructura cristalina completamente diferente del acero al silicio y es más propicia para la magnetización y desmagnetización. La pérdida de hierro (es decir, pérdida sin carga) de los transformadores de aleación amorfa es un 70-80% menor que los transformadores tradicionales que generalmente usan acero al silicio como núcleo de hierro. A medida que se reducen las pérdidas, también disminuye la demanda de generación de energía, y las emisiones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono se reducen en consecuencia.
Características de los materiales de aleación amorfa
1.El grosor de la lámina de aleación amorfa de hierro es extremadamente delgado.
2.El núcleo de aleación amorfa de hierro tiene baja densidad magnética de saturación.
3.La dureza de la aleación amorfa es 5 veces la de la hoja de acero al silicio.
4.El material del núcleo de aleación amorfa de hierro es muy sensible al estrés mecánico, y tanto la fuerza de tracción como el estrés de flexión afectarán sus propiedades magnéticas.
5.La extensión del dominio magnético de la aleación amorfa es aproximadamente un 10% mayor que la de la hoja de acero al silicio, y no debe ser sobreabrazada. Las aleaciones amorfas tienen las características de alta intensidad de inducción magnética de saturación, baja pérdida (equivalente a 1/3~1/5 de las hojas de acero al silicio), baja fuerza coercitiva, baja corriente de excitación y buena estabilidad de temperatura.
En cuanto al precio de los transformadores hechos de los dos materiales, el precio de los transformadores de aleación amorfa es mucho más alto que el de los transformadores de hoja de acero al silicio. Porque para los clientes, necesitan transformadores de mayor rendimiento y necesitan hacer una comparación en la selección de materiales.
