Atualmente, existem dois principais materiais para fabricação de núcleos de transformadores no mundo: aço silício e liga amorfa.
Chapa de aço silício
Este é o principal material para núcleos de transformadores, geralmente empilhados com chapas de aço silício laminadas a quente ou a frio com alto teor de silício. A chapa de aço silício é um aço contendo silício com teor de silício entre 0,8% e 4,8%. O aço silício é usado como núcleo do transformador porque o próprio aço silício é um material magnético com forte condutividade magnética. Ele pode gerar uma grande intensidade de indução magnética na bobina energizada, reduzindo assim o tamanho do transformador. A qualidade da chapa de aço silício é geralmente expressa pela densidade de fluxo magnético B. Diferentes tipos de chapas de aço silício têm diferentes densidades de fluxo magnético. Por exemplo, o valor B da chapa de ferro preto é 6000-8000, chapa de baixo silício é 9000-11000 e chapa de alto silício é 12000-16000. Para reduzir a perda por corrente parasita, será aplicada tinta isolante entre cada chapa de aço silício para formar um condutor independente.
Como o transformador gerará perda por corrente parasita durante a operação, para reduzir a perda por corrente parasita, o núcleo do transformador é empilhado com chapas de aço silício isoladas, de modo que a corrente parasita passe por uma seção transversal menor em um circuito estreito para aumentar a resistência no caminho da corrente parasita; ao mesmo tempo, o silício no aço silício aumenta a resistividade do material, o que também desempenha um papel na redução da corrente parasita.
A chapa de aço silício é um material especial de aço elétrico com uma série de vantagens, como alta permeabilidade magnética, baixa resistividade e baixa perda por histerese.
Características das chapas de aço silício
1.A superfície da chapa de aço silício tem uma camada de óxido muito fina, que possui certas propriedades anticorrosivas.
2.A perda por histerese do material da chapa de aço silício é relativamente pequena, não é fácil gerar calor e não afetará o funcionamento normal do equipamento eletromagnético.
3.O material da chapa de aço silício é fácil de processar e pode ser feito em núcleos de ferro de diferentes formas e tamanhos por corte, prensagem, etc. Suas principais características são: O aço silício tem alta permeabilidade magnética, baixa força coercitiva, grande resistividade, pequena perda por histerese e pode reduzir significativamente o grau de geração de calor.
Ligas amorfas
As ligas amorfas tornaram-se o foco de pesquisa e desenvolvimento na comunidade de ciência dos materiais, tanto em casa quanto no exterior, desde a década de 1980. Porque possui uma característica estrutural metaestável de ordem de curto alcance e desordem de longo alcance. No estado sólido, o espaço tridimensional de seus átomos é topologicamente desordenado e permanece relativamente estável dentro de uma certa faixa de temperatura.
Em termos de propriedades mecânicas, possui resistência e dureza extremamente altas, mas um módulo de elasticidade baixo. O alongamento do vidro metálico é pequeno quando esticado (1,5%-2,5%), mas apresenta alta plasticidade quando comprimido e dobrado, indicando que possui boa tenacidade ao mesmo tempo que possui alta resistência.
Em termos de propriedades físicas, as ligas amorfas geralmente têm maior resistividade e menor coeficiente de temperatura de resistência. A liga amorfa é um novo tipo de material com destacada permeabilidade magnética. Tem uma estrutura cristalina completamente diferente do aço silício e é mais propícia à magnetização e desmagnetização. A perda de ferro (ou seja, perda em vazio) dos transformadores de liga amorfa é 70-80% menor do que os transformadores tradicionais que geralmente usam aço silício como núcleo de ferro. À medida que as perdas são reduzidas, a demanda por geração de energia também cai, e as emissões de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, são reduzidas em conformidade.
Características dos materiais de liga amorfa
1.A espessura do chip de ferro de liga amorfa é extremamente fina.
2.O núcleo de ferro de liga amorfa tem baixa densidade magnética de saturação.
3.A dureza da liga amorfa é 5 vezes maior que a da chapa de aço silício.
4.O material do núcleo de ferro de liga amorfa é muito sensível ao estresse mecânico, e tanto a força de tração quanto o estresse de flexão afetarão suas propriedades magnéticas.
5.O alongamento do domínio magnético da liga amorfa é cerca de 10% maior do que o da chapa de aço silício, e não deve ser excessivamente comprimido. As ligas amorfas têm as características de alta intensidade de indução magnética de saturação, baixa perda (equivalente a 1/3~1/5 das chapas de aço silício), baixa força coercitiva, baixa corrente de excitação e boa estabilidade de temperatura.
Em termos de preço dos transformadores feitos dos dois materiais, o preço dos transformadores de liga amorfa é muito mais alto do que o dos transformadores de chapa de aço silício. Porque para os clientes, eles precisam de transformadores de maior desempenho e precisam fazer uma comparação na seleção de materiais.
