As bobinas do transformador são enroladas em condutores de cobre, principalmente na forma de fio redondo e tira retangular. A eficiência de um transformador depende crucialmente da pureza do cobre e da maneira como as bobinas são montadas e embaladas nele. As bobinas devem ser dispostas de modo a minimizar o desperdício de correntes induzidas. O espaço vazio ao redor e entre os condutores também precisa ser reduzido ao menor possível.
Embora o cobre de alta pureza esteja disponível há muitos anos, uma série de inovações recentes na forma como o cobre é fabricado melhorou muito o design do transformador, a fabricação profissionalprocessos e desempenho.
Os fios e tiras de cobre para fabricação de transformadores são produzidos a partir de fio-máquina, uma semifabricação básica agora obtida pela fundição e laminação contínua em alta velocidade de cobre fundido. O processamento contínuo, combinado com novas técnicas de manuseio, permitiu que os fornecedores oferecessem fios e tiras em comprimentos muito maiores do que era possível anteriormente. Isto permitiu a introdução da automação na fabricação de transformadores e eliminou as juntas soldadas que, no passado, ocasionalmente contribuíam para a redução da vida útil dos transformadores.
Uma maneira engenhosa de minimizar perdas através de correntes induzidas é girar os condutores dentro da bobina,de tal forma que seja evitado o contato próximo e contínuo entre tiras adjacentes. Isto é difícil e caro para o fabricante de transformadores conseguir em pequena escala na construção de transformadores individuais, mas os semifabricantes de cobre desenvolveram um produto, o condutor continuamente transposto (CTC), que pode ser fornecido diretamente à fábrica.
O CTC fornece um conjunto de condutores já isolados e compactados para a construção de bobinas de transformadores.A embalagem e a transposição de condutores individuais são realizadas em máquinas em linha especialmente projetadas. As tiras de cobre são retiradas de um grande torcedor de tambor, capaz de lidar com 20 ou mais bobinas de tiras separadas. O cabeçote da máquina empilha as tiras em pilhas, com duas profundidades e até 42 de altura, e transpõe continuamente as tiras superior e inferior para minimizar o contato do condutor.
Os fios e tiras de cobre utilizados na fabricação do transformador são isolados com uma camada de esmalte termoendurecível, papel ou materiais sintéticos.É importante que o material de isolamento seja o mais fino e eficiente possível para evitar desperdício desnecessário de espaço. Embora as tensões tratadas por um transformador de potência sejam altas, as diferenças de tensão entre as camadas vizinhas da bobina podem ser bastante baixas.
Outra inovação na fabricação de bobinas compactas de baixa tensão em transformadores de distribuição menores é a utilização de largas folhas de cobre, em vez de fios, como matéria-prima. A produção de chapas é um processo exigente, que exige máquinas grandes e muito precisas para laminar chapas de até 800 mm de largura, entre 0,05 e 3 mm de espessura e com acabamento superficial e de borda de alta qualidade.
Devido à necessidade de calcular o número de voltas em uma bobina de transformador e combiná-lo com as dimensões do transformador e a corrente que a bobina deve transportar, os fabricantes de transformadores sempre exigiram uma ampla variedade de tamanhos de fios e tiras de cobre. Até recentemente, este era um problema desafiador para o semifabricante de cobre. Ele teve que carregar uma grande variedade de matrizes para desenhar a tira no tamanho necessário. O fabricante de transformadores exige entregas rápidas, muitas vezes de tonelagens muito pequenas, mas não há dois pedidos iguais e não é econômico manter o material acabado em estoque.
Novas tecnologias estão sendo usadas agora para produzir tiras de transformadores por meio da laminação a frio de fio-máquina de cobre até o tamanho necessário, em vez de estirá-lo através de matrizes.O fio-máquina em tamanhos de até 25 mm é laminado em linha em dimensões que variam entre 2x1mm e 25x3mm. Uma grande variedade de perfis de borda, para melhorar o desempenho técnico e evitar danos aos materiais isolantes, é fornecida por rolos formadores controlados por computador. Um serviço de entrega rápida pode ser oferecido aos fabricantes de transformadores, e não há mais a necessidade de transportar um grande estoque de matrizes ou substituir matrizes desgastadas.
O monitoramento e o controle de qualidade são realizados em linha, utilizando tecnologia originalmente desenvolvida para a laminação de metais em grandes volumes. Os produtores e semifabricantes de cobre continuam a desenvolver novos produtos e serviços para melhorar a eficiência e a confiabilidade dos transformadores. Estes incluem têmpera, consistência da resistência à tração, qualidade da superfície e aparência. Eles também estão trabalhando em áreas que incluem pureza de cobre e sistemas de isolamento de esmalte. Às vezes, as inovações desenvolvidas para outros mercados finais, como estruturas de cabos eletrônicos ou aeroespacial, são adaptadas para a fabricação de transformadores.
Horário da postagem: 27 de agosto de 2024