Transformatoare de distribuție cu miezuri din oțel amorf

1. Producerea de metal amorf

Se obtine dintr-o banda (sau foaie amorfa) racind niste aliaje de fier/bor/siliciu atat de rapid incat metalul feromagnetic nu are timp sa se structureze intr-un mod cristalin in timpul solidificarii. Acest rezultat se obtine prin turnarea metalului, cu un debit constant, pe un cilindru in rotatie rapida, in asa fel incat sa se raceasca in raport de un milion de grade pe secunda. De aici rezulta o banda de 0,025 mm grosime (atat de fina incat sa se realizeze racirea).

Datorita structurii sale moleculare dezordonate, metalul amorf este mai usor magnetizabil, iar curba de magnetizare este mult mai subtire decat cea a tolelor conventionale. Aceasta caracteristica dublata de grosimea redusa sunt elemente ce permit obtinerea pierderilor specifice care nu sunt decat o fractiune din cele observate pentru tipurile de tole traditionale. In general, pierderile in gol rezultate nu reprezinta decat 2030% din cele observate la transformatoarele conventionale chiar si de mare putere.

La finele anilor ’80 a fost pusa in functiune prima linie de productie de banda amorfa, la scara industriala, in Conway-SUA. Allied Signal a avut monopol asupra brevetelor pana in anul 1997, dupa care s-a admis ca si japonezii sa se preocupe de de aceste lucruri. Aceasta concurenta va duce la consecinte favorabile:

- scaderea pretului

- cresterea calitatii

- cerere crescuta

2. Proprietatiile benzii amorfe

- Grosime foarte mica

Banda de metal amorf are o grosime de 0,025 mm si este taioasa, asezandu-se cate 8 astfel de bucati intr-un pachet.

- Inductie mica de saturatie

Inductia de saturatie nu depaseste 1,55T fata de 2,04T pentru tola conventionala. Peste 1,35T pierderile specifice cresc liniar si progresiv, de aceea inductia nominala trebuie limitata la 1,35T.

- Factor de umplere redus

Raportul intre suprafata neta (fier) si suprafata bruta (fier + izolatie) este de numai 0,8 fata de 0,940,96 pentru tolele magnetice conventionale.

Exista, deci, o pierdere sensibila de spatiu la nivelul inegalitatilor suprafetei, ceea ce inseamna ca, la inductie egala, un miez amorf capata un mai mult volum decat un miez conventional.

- Sensibilitate la socuri

Unele tensiuni mecanice au tendinta sa ridice pierderile specifice. Acesta este motivul pentru care conceptul partii active trebuie regandit (sa se descarce miezul de presiunea infasurarilor).

- Casant

Metalul amorf este extrem de dur (de 5 ori mai dur decat tola silicioasa) si foarte fin ceea ce explica ca el de caseaza usor, rezultand cioburi. De aceea el trebuie manevrat cu grija si evitate socurile.

- Magnetostrictiune mai ridicata

Magnetostrictiunea (alungirea tolei in urma orientarii grauntelor in camp magnetic variabil) este o masura directa pentru nivelul sonor. In prima faza, ea este de 10 ori superioara celei a tolei conventionale, dar dupa arderea in campul magnetic DC, se apropie totusi de magnetostrictiunea CGO-ului.

- Lipsa izolatiei superficiale

Nu exista nici o izolatie suplimentara de suprafata pe un singur strat fin de oxidare, ivit spontan in cursul coagularii. Trebuie sa se evite umiditatea si condensarea, acestea putand sa dea usor nastere ruginei de suprafata. Este recomandata purtarea manusilor in cazul oricarei manevre.

Tabelul 1

Principalele caracteristici de material ale metalului amorf vis-à-vis de tipurile de tola conventionala frecvent utilizate la transformatoarele de distributie