Las bobinas de los transformadores se enrollan a partir de conductores de cobre, principalmente en forma de alambre redondo y tira rectangular. La eficiencia de un transformador depende crucialmente de la pureza del cobre y de la forma en que se ensamblan y empaquetan las bobinas en él. Las bobinas deben disponerse para minimizar el desperdicio de corrientes inducidas. También es necesario reducir al mínimo posible el espacio vacío alrededor y entre los conductores.
Aunque hace muchos años que se dispone de cobre de alta pureza, Una serie de innovaciones recientes en la forma en que se fabrica el cobre han mejorado enormemente el diseño y la fabricación de los transformadores.procesos y rendimiento.
Los alambres y tiras de cobre para la fabricación de transformadores se producen a partir de alambrón, una semifabricación básica que ahora se obtiene mediante colada y laminación continuas a alta velocidad de cobre fundido. El procesamiento continuo, combinado con nuevas técnicas de manipulación, ha permitido a los proveedores ofrecer cables y tiras en longitudes mucho más largas de lo que era posible anteriormente. Esto ha permitido introducir la automatización en la fabricación de transformadores y eliminar las uniones soldadas que en el pasado contribuían ocasionalmente a acortar la vida útil de los transformadores.
Una forma ingeniosa de minimizar las pérdidas por corrientes inducidas es hacer girar los conductores dentro de la bobina,de tal manera que se evite el contacto estrecho continuo entre tiras adyacentes. Esto es difícil y costoso de lograr para el fabricante de transformadores a pequeña escala al construir transformadores individuales, pero los semifabricantes de cobre han desarrollado un producto, el conductor de transposición continua (CTC), que puede suministrarse directamente a la fábrica.
CTC proporciona una serie de conductores ya aislados y empaquetados herméticamente para construir bobinas de transformadores.El embalaje y la transposición de los conductores individuales se realiza en maquinaria en línea especialmente diseñada. Las tiras de cobre se toman de un gran tambor, que es capaz de manejar 20 o más bobinas separadas de tiras. El cabezal de la máquina apila las tiras en pilas, de dos en profundidad y hasta 42 de altura, y transpone continuamente las tiras superior e inferior para minimizar el contacto con los conductores.
Los alambres y tiras de cobre utilizados para la fabricación de transformadores están aislados con una capa de esmalte termoendurecible, papel o materiales sintéticos.Es importante que el material aislante sea lo más fino y eficiente posible para evitar un desperdicio innecesario de espacio. Aunque los voltajes que maneja un transformador de potencia son altos, las diferencias de voltaje entre capas vecinas en la bobina pueden ser bastante bajas.
Otra innovación en la fabricación de bobinas compactas de bajo voltaje en transformadores de distribución más pequeños es el uso de láminas anchas de cobre, en lugar de alambre, como materia prima. La producción de láminas es un proceso exigente que requiere máquinas grandes y muy precisas para enrollar láminas de hasta 800 mm de ancho, entre 0,05 y 3 mm de espesor y con un acabado de superficie y bordes de alta calidad.
Debido a la necesidad de calcular el número de vueltas en la bobina de un transformador y hacer coincidir esto con las dimensiones del transformador y la corriente que debe transportar la bobina, los fabricantes de transformadores siempre han exigido una amplia gama de tamaños de cables y tiras de cobre. Hasta hace poco, este era un problema difícil para los semifabricantes de cobre. Tenía que llevar una gran variedad de troqueles para estirar la tira al tamaño requerido. El fabricante de transformadores requiere entregas rápidas, a menudo de tonelajes bastante pequeños, pero no hay dos pedidos iguales y no resulta rentable mantener el material terminado en stock.
Actualmente se está utilizando nueva tecnología para producir tiras de transformadores laminando en frío alambrón de cobre hasta alcanzar el tamaño requerido, en lugar de estirarlo a través de matrices.El alambrón en tamaños de hasta 25 mm se lamina en línea en dimensiones que oscilan entre 2x1 mm y 25x3 mm. Los rodillos formadores controlados por computadora proporcionan una amplia variedad de perfiles de borde, para mejorar el rendimiento técnico y evitar daños a los materiales aislantes. Se puede ofrecer un servicio de entrega rápido a los fabricantes de transformadores y ya no es necesario tener un gran stock de matrices ni reemplazar matrices desgastadas.
El seguimiento y el control de calidad se llevan a cabo en línea, utilizando tecnología que se desarrolló originalmente para el laminado de metales en grandes volúmenes. Los productores y semifabricantes de cobre continúan desarrollando nuevos productos y servicios para mejorar la eficiencia y confiabilidad de los transformadores. Estos incluyen el temperamento, la consistencia de la resistencia a la tracción, la calidad de la superficie y la apariencia. También están trabajando en áreas que incluyen pureza del cobre y sistemas de aislamiento de esmalte. A veces, las innovaciones desarrolladas para otros mercados finales, como los marcos de conductores electrónicos o el sector aeroespacial, se adaptan a la fabricación de transformadores.
Hora de publicación: 27 de agosto de 2024