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Transformadoresjunte todos os tipos de materiais cuidadosamente escolhidos. Cada um é escolhido por suas características elétricas, magnéticas, térmicas ou mecânicas. A combinação de um transformador atinge um equilíbrio entre quão bem ele funciona, quão confiável ele permanece e quanto custa. As escolhas de materiais realmente moldam sua função geral e sua duração.
O núcleo de um transformador utiliza aço elétrico especial. Esse aço canaliza o fluxo magnético com bastante eficiência.
●O Aço Silício Orientado a Grão, ou GOES, funciona como referência para transformadores eficientes. Possui cerca de 2 a 3,5 por cento de silício. Isso aumenta a resistividade elétrica e reduz as perdas por correntes parasitas. Os grãos são alinhados por laminação a frio e recozimento. Eles se alinham com a direção do campo magnético. Esta configuração reduz as perdas por histerese em até 30% em relação ao aço não orientado.
●Metal Amorfo, como o Metglas, serve como outra opção para configurações realmente de alta eficiência. É uma liga de solidificação rápida, geralmente ferro com boro e silício. Sem uma estrutura cristalina, reduz as perdas do núcleo em 60 a 70 por cento em comparação com o aço normal. Ainda assim, custa mais em materiais. Também tende a ser mecanicamente frágil.
●As laminações constituem os núcleos. Eles empilham folhas finas, normalmente com 0,23 a 0,35 milímetros de espessura. O isolamento vem de revestimentos cerâmicos ou de fosfato. Isso evita correntes parasitas entre as camadas.
Os enrolamentos precisam de materiais que conduzam bem a eletricidade. Eles também requerem resistência mecânica sólida.
●Cobre Eletrolítico de Passo Resistente, ou ETP, lidera o caminho para enrolamentos. Atinge 100 a 101 por cento no Padrão Internacional de Cobre Recozido para condutividade. Sua ductilidade permite formar formas sinuosas complexas. Comparado ao alumínio, possui melhor resistência mecânica. Isso ajuda a lidar com curtos-circuitos de maneira mais eficaz.
●As ligas de alumínio aparecem em locais onde o custo é muito importante. Eles fornecem cerca de 61% da condutividade do cobre em volume. Em peso, é apenas 30%. Para corresponder à capacidade atual, eles precisam de aproximadamente 1,6 vezes a área da seção transversal. Do lado positivo, eles economizam peso e reduzem gastos com matéria-prima.
●O isolamento dos condutores inclui envoltórios de papel, como kraft ou tipos atualizados termicamente. Poliéster, como Dacron, ou poliamida como Nomex também funcionam. Eles isolam curva a curva. Freqüentemente, verniz ou resina os impregnam para proteção extra.
Uma configuração de isolamento em camadas evita que ocorram falhas elétricas.
●Materiais à base de celulose formam o principal isolamento sólido. Papel Kraft e cartão prensado são adequados. Às vezes eles são atualizados com poliamidas aromáticas para resistência ao calor. A construção porosa permite que o óleo ou a resina penetrem completamente.
●O isolamento líquido adere com óleo mineral como escolha usual. Os ésteres naturais e sintéticos ganham terreno para uma melhor segurança contra incêndios e ecologia. Esses fluidos possuem rigidez dielétrica superior a 30 quilovolts. Os à base de éster têm pontos de combustão acima de 300 graus Celsius.
● Alça de materiais fundidos sólidostransformadores do tipo seco.Resinas epóxi ou poliéster envolvem os enrolamentos. Eles oferecem suporte mecânico e proteção contra o meio ambiente. A descarga parcial permanece abaixo de 5 picocoulombs.
●O tanque e o invólucro utilizam aço carbono, geralmente grau ASTM A36. Os revestimentos resistem à corrosão para uso externo. Versões hermeticamente fechadas podem combinar com aço inoxidável. Os radiadores também vêm de aço carbono. Defletores internos guiam o fluxo de óleo.
●As buchas geralmente aderem à porcelana para aplicações de rotina. Tipos de polímeros, como borracha de silicone, absorvem vapor para proporcionar menor peso e resistência ao vandalismo. Por dentro, os condutores são de cobre. Eles são revestidos de prata ou estanho.
●Barnices de Impregnación a base de poliéster, epoxi o poliuretano. Protegen contra la humedad y añaden estabilidad mecánica.
●O equipamento de refrigeração inclui ventiladores com pás de alumínio. Os motores usam designs de rolamento de esferas ou de manga. Eles avaliam a corrida sem parar. Os impulsores da bomba em configurações de óleo forçado tendem a ser de bronze ou aço inoxidável.
Sistema de isolamento: a barreira dielétrica
●Sílica Gel entra nos respiradores. Muitas vezes inclui indicador de cloreto de cobalto. Isso muda de azul para rosa à medida que absorve a umidade.
●Os sensores de monitoramento usam termômetros de resistência de platina PT100 ou PT1000 para verificações de temperatura. Os tipos piezoresistivos ou capacitivos controlam o monitoramento de pressão.
●Vernizes de Impregnação à base de poliéster, epóxi ou poliuretano. Eles protegem contra a umidade e adicionam estabilidade mecânica.
●Adesivos e selantes são feitos de silicone, poliuretano ou compostos butílicos. Eles vedam juntas e unem peças.
●Os tratamentos de superfície aplicam primers ricos em zinco. Seguem-se acabamentos de poliuretano para defesa contra corrosão. A espessura do filme seco geralmente varia de 150 a 250 micrômetros.
As escolhas de materiais na construção de transformadores mostram cem anos de ajustes constantes. Eles avaliam as necessidades elétricas em relação a fatores mecânicos, térmicos, ambientais e de custo. As propriedades de cada peça afetam a eficiência, que pode atingir mais de 99,7%. Eles influenciam a vida operacional, muitas vezes de 25 a 40 anos. O impacto ambiental também está relacionado. A ciência dos materiais impulsiona o progresso na tecnologia de transformadores. Os designs mais recentes tendem para opções sustentáveis. Metais recicláveis, fluidos biodegradáveis e isolamento durável desempenham um papel importante. Essa mudança aponta para uma economia circular na indústria.
