El secreto de la producción de transformadores de aleación amorfa

Materiales necesarios para la producción de transformadores de aleación amorfa Tiras de aleación amorfa Las tiras de aleación amorfa son los materiales fundamentales para la fabricación de núcleos de transformadores de aleación amorfa, y su rendimiento determina directamente el efecto de ahorro de energía de los transformadores. El transformadorLas aleaciones amorfas son materiales metálicos preparados mediante tecnología de solidificación rápida. Los átomos están dispuestos desordenadamente, sin límites de grano, con alta permeabilidad magnética y baja coercitividad, y excelentes propiedades magnéticas suaves. Los componentes comunes de las aleaciones amorfas son hierro (Fe), boro (B), silicio (Si), cobalto (Co), etc. La proporción de los diferentes elementos afectará las propiedades magnéticas, mecánicas y la resistencia a la corrosión de las aleaciones amorfas. Por ejemplo, aumentar el contenido de hierro puede aumentar la intensidad de la inducción magnética de saturación; la adición de boro y silicio puede ayudar a reducir la anisotropía cristalina magnética del material y mejorar las propiedades magnéticas. Las tiras de aleación amorfa suelen ser muy delgadas, generalmente de entre 20 y 30 micras, y su ancho se determina según los requisitos de producción, generalmente de 100 a 200 mm. Materiales aislantes Los materiales aislantes desempeñan un papel vital en los transformadores de aleaciones no ferromagnéticas. Pueden aislar los componentes conductores y prevenir fugas de corriente y cortocircuitos. Los materiales aislantes más utilizados incluyen cartón aislante, barniz aislante, película de poliéster, etc. El cartón aislante se utiliza principalmente para fabricar esqueletos de bobinados, aislamiento entre capas y aislamiento de interfase de transformadores, y posee buenas propiedades de resistencia mecánica y aislamiento. El barniz aislante se utiliza para impregnar los bobinados, lo que mejora el aislamiento eléctrico, la resistencia a la humedad y la disipación térmica. La película de poliéster posee alta resistencia eléctrica y resistencia térmica, y se utiliza a menudo junto con el cartón aislante para mejorar el efecto aislante. Además, en algunos transformadores de aleaciones no ferromagnéticas de alta gama, también se utilizan materiales aislantes de alto rendimiento, como películas de poliimida, para cumplir con los requisitos de aislamiento más exigentes y la resistencia a altas temperaturas. Materiales conductores: Los materiales conductores son componentes clave de los bobinados de transformadores y se utilizan para transmitir energía eléctrica. Actualmente, los materiales conductores más utilizados para los bobinados de transformadores son el cobre electrolítico o el aluminio de alta pureza. El cobre posee excelentes propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas, además de una baja resistividad. Es un material conductor ideal, pero su coste es relativamente elevado. El aluminio tiene baja densidad y bajo costo, y se usa ampliamente en aplicaciones donde el costo es importante. Sin embargo, su resistividad es ligeramente mayor que la del cobre, y el área de la sección transversal de los devanados de aluminio debe ser mayor para la misma capacidad de transporte de corriente. Durante el proceso de producción, el material conductor se procesa en alambre redondo o plano, y se enrolla en diferentes espiras y estructuras según la capacidad y el nivel de voltaje del transformador. Proceso de producción de transformadores de aleación no ferrosa. Procesamiento de la tira de aleación amorfa. Primero, se procesa la tira de aleación amorfa. Debido a su baja dureza y alta fragilidad, las tiras de aleación amorfa son propensas a sufrir daños leves durante el transporte y almacenamiento, lo que puede afectar sus propiedades magnéticas. Por lo tanto, es necesario inspeccionar y limpiar la superficie para eliminar impurezas como aceite, polvo y película de óxido. Luego, de acuerdo con el tamaño de diseño del núcleo, la tira de aleación amorfa se corta a una longitud y anchura adecuadas utilizando un equipo de corte de alta precisión. La precisión dimensional debe controlarse estrictamente durante el proceso de corte para evitar desviaciones que provoquen entrehierros durante el ensamblaje del núcleo, aumentando así la resistencia y las pérdidas magnéticas. Fabricación del núcleo: Los núcleos de transformador de aleación amorfa suelen adoptar estructuras rectangulares o evolventes. El proceso de fabricación de núcleos rectangulares consiste en apilar las tiras de aleación no ferrosa cortadas mediante un método de laminación específico, generalmente mediante superposición o unión a tope, para garantizar la continuidad del circuito magnético y reducir la resistencia magnética. Durante el proceso de apilado, se debe aplicar la presión adecuada para que las tiras encajen firmemente y se reduzca el entrehierro. El proceso de fabricación de núcleos evolventes es más complejo. Primero, las tiras de aleación no ferrosa se enrollan en un molde especial para formar una torta de núcleo con forma evolvente, y luego estas tortas se ensamblan para formar un núcleo completo mediante un proceso de ensamblaje especial. Una vez fabricado el núcleo, se requiere un tratamiento de recocido para eliminar la tensión interna generada por la tira durante el proceso de corte y apilado, y para restaurar y optimizar las propiedades magnéticas de la aleación amorfa. El proceso de recocido se realiza generalmente al vacío o con protección de gas inerte, con una temperatura controlada de 300-400 °C, y se enfría lentamente tras un cierto período de aislamiento. Producción del devanado: Según los requisitos de diseño del transformador, tras procesar el material conductor en cables con las especificaciones correspondientes, comienza la producción del devanado. El devanado suele utilizar una bobinadora para enrollar el cable sobre el esqueleto aislante, según el número de vueltas y el método de devanado diseñados. Durante el proceso de devanado, la tensión del devanado debe controlarse estrictamente para garantizar un devanado firme y uniforme, y para evitar cables sueltos o un apriete excesivo. Al mismo tiempo, el material aislante debe colocarse entre las capas y vueltas del devanado, según el proceso de aislamiento prescrito, para garantizar un buen rendimiento del aislamiento eléctrico. Una vez completado el devanado, se requieren pruebas de aislamiento y de resistencia de CC para comprobar si el aislamiento y la conductividad del devanado cumplen con los requisitos de diseño. Montaje del núcleo y el devanado: Ensamble el núcleo y el devanado fabricados. Primero, instale el devanado en la columna del núcleo. A continuación, utilice fijaciones para fijar el núcleo y el devanado, asegurando una estructura firme. Durante el ensamblaje, preste atención a mantener la posición relativa precisa del núcleo y el devanado para evitar anomalías en el circuito magnético y en el circuito debido a un ensamblaje incorrecto. Una vez completado el ensamblaje, se realiza la conexión eléctrica general del transformador, incluyendo la conexión de los cables del devanado y la instalación del cambiador de tomas. Procesamiento y ensamblaje del cuerpo del transformador: Los componentes ensamblados del núcleo y el devanado (es decir, el cuerpo del transformador) requieren un procesamiento adicional. En el caso de los transformadores sumergidos en aceite, el cuerpo del transformador debe secarse al vacío para eliminar la humedad y mejorar el aislamiento. Una vez finalizado el secado, el cuerpo del transformador se coloca en el tanque de aceite del transformador y se llena con aceite de transformador calificado. La velocidad y la temperatura del llenado de aceite deben controlarse durante el proceso para evitar burbujas y un aislamiento deficiente. En el caso de los transformadores de tipo seco, se deben instalar dispositivos de disipación de calor y carcasas protectoras para garantizar la disipación de calor y los requisitos de protección durante el funcionamiento del transformador. Pruebas e inspección: Una vez ensamblado el transformador, debe someterse a pruebas e inspección completas. Los elementos de prueba incluyen la prueba en vacío, la prueba con carga, la prueba de aislamiento, la prueba de cortocircuito, etc. Estas pruebas se utilizan para verificar si los indicadores de rendimiento del transformador cumplen con las normas nacionales y los requisitos de diseño. Por ejemplo, la prueba en vacío se utiliza para medir la pérdida y la corriente en vacío del transformador para evaluar el rendimiento del núcleo; la prueba con carga se utiliza para medir la pérdida de carga y la impedancia de cortocircuito del transformador para evaluar el rendimiento del devanado. Solo los transformadores de aleación no ferromagnética que superan todas las pruebas y cuentan con indicadores calificados pueden empaquetarse, enviarse y comercializarse. La producción de transformadores de aleación amorfa presenta requisitos extremadamente altos en cuanto a las propiedades de los materiales y los procesos de producción. Cada eslabón afecta directamente el rendimiento y la calidad del transformador. Con el continuo avance de la tecnología y el desarrollo de la ciencia de los materiales, se espera que los transformadores de aleación amorfa desempeñen un papel más importante en el campo de la conservación de energía y contribuyan al desarrollo sostenible de la industria eléctrica.