Estrutura básica do transformador de potência -- núcleo de ferro i

Transformadores de energiasão equipamentos elétricos fabricados com base no princípio da indução eletromagnética; portanto, os transformadores de energia devem ter pelo menos a capacidade de utilizar com eficiência o núcleo de ferro e o enrolamento da indução eletromagnética.

As principais partes de um transformador de energia são o núcleo de ferro, enrolamento, isolamento, revestimento e componentes necessários etc. Devido a diferenças de capacidade e tensão, a estrutura do núcleo de ferro, enrolamento, isolamento, revestimento e componentes necessários dos transformadores de potência também podem ser diferentes.

Núcleo de ferro
Os transformadores podem transformar diferentes tensões, induzindo alterações no fluxo magnético dentro do núcleo de ferro ao longo do tempo em enrolamentos de diferentes voltas, tensões diferentes devem ser geradas (ou tensões diferentes podem ser obtidas tocando diferentes voltas em um enrolamento).

Tira de aço elétrico orientado a grãos
Para induzir uma tensão proporcional ao número de voltas em enrolamentos diferentes, o fluxo magnético dos dois enrolamentos precisa ser igual. Isso requer um núcleo feito de um material com alta permeabilidade magnética dentro dos enrolamentos, de modo a fazer todo o fluxo magnético no núcleo interligar com os dois enrolamentos e minimizar o intertravamento do fluxo magnético com apenas um enrolamento.

Materiais com diferentes permeabilidades magnéticas requerem diferentes turnos de amperes para gerar a mesma magnitude do fluxo magnético. Ou seja, materiais com maior permeabilidade magnética requerem menos turnos de amperes para gerar o mesmo fluxo magnético, enquanto materiais com menor permeabilidade magnética requerem mais voltas de amperes.

Devido à alta permeabilidade magnética dos materiais ferromagnéticos, nos estágios iniciais do desenvolvimento do transformador, as folhas de ferro comuns foram usadas como material central e, posteriormente, foram desenvolvidas folhas de aço magnético com rolagem a quente para a fabricação do núcleo de transformadores. Na década de 1940, as empresas metalúrgicas desenvolveram folhas de aço magnéticas orientadas a frio, substituindo gradualmente as folhas de aço magnético enroladas a quente. Após a década de 1970, foram desenvolvidas folhas de aço magnético de alta permeabilidade (HI-B), que possuem mais perdas unitárias e gorros de ampere de excitação do que as folhas de aço magnéticas orientadas a grãos comuns. Na década de 1980, folhas de aço magnético com perdas mais baixas foram desenvolvidas refinando domínios magnéticos por meio de irradiação a laser ou métodos de indentação mecânica.

A principal função das folhas de aço magnético é a perda por unidade de massa e a permeabilidade magnética do material. Comparado com as folhas de aço magnético enrolado a quente no passado, as perdas de folha de aço magnético orientadas a grãos laminados a frio foram bastante reduzidos. Assim, atualmente, vários graus de folhas de aço magnético orientados a grãos são usados ​​como materiais de núcleo de ferro em transformadores de energia. Somente em alguns transformadores de distribuição, as ligas amorfas são usadas como material magnético para o núcleo de ferro para reduzir as perdas de não carga.

As características e aplicações de vários materiais magnéticos moles são mostrados na tabela abaixo, que mostram que a tira de aço elétrico orientada tem baixa perda de ferro, alta densidade de fluxo magnético saturado e preço relativamente mais baixo; portanto, é amplamente utilizado emTransformadores de energia.