Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
CRGO Las hojas de datos suelen darte un par de puntos duros:
A veces sólo uno de ellos. El molino garantiza un punto de inducción; todo lo demás en la curva es "típico".
El problema es que el núcleo nunca funciona exactamente en el punto de garantía. Funciona "con la densidad de flujo que decidan el diseño y las tolerancias", más los eventos de sobreflujo, más los límites de ruido, más su realidad de apilamiento.
Así que trata la curva P-B así:
Un conjunto de datos CRGO típico a 50 Hz, de un folleto GOES clásico, tiene este aspecto para grados de 0,23 y 0,27 mm (M-3 y M-4):
| Densidad de flujo B (T) | M-3, 0,23 mm (W/kg) | M-4, 0,27 mm (W/kg) |
|---|---|---|
| 1.0 | 0.283 | 0.338 |
| 1.3 | 0.477 | 0.575 |
| 1.5 | 0.658 | 0.792 |
| 1.7 | 1.002 | 1.144 |
| 1.8 | 1.353 | 1.386 |
Tres puntos tranquilos que los ingenieros conocen, pero las compras a veces no:
Así que cuando alguien dice "esto es M3, 0,23 mm", no es suficiente. Aún necesitas la curva, o al menos dos puntos de ella.
Puede elegir el grado CRGO y el grosor de laminación de muchas maneras. La más aburrida es la que mejor funciona:
Fijar una banda de densidad de flujo de funcionamiento realista, entonces comprar acero que se comporte aceptablemente dentro de esa banda.
Ventanas de trabajo aproximadas a 50 Hz, para núcleos CRGO en aceite, suponiendo transformadores ONAN/ONAF y márgenes de refrigeración decentes:
No son valores reglamentarios. Son "cifras que la gente usa tranquilamente" porque sobreviven a la experiencia sobre el terreno y a los hábitos de sobretensión de la red.
Una vez que acuerde esta ventana internamente, la selección de grado se vuelve mucho menos ruidosa.
Utilicemos la tabla M-3 / M-4 como modelo sencillo y supongamos que su diseño se sitúa en ~1,55 T en funcionamiento estacionario.
Los ingenieros saben que la pérdida frente a B no es una ley de potencia perfecta, pero entre 1,3-1,7 T se comporta "aproximadamente" así:
P(B) ≈ P_ref - (B / B_ref)^n, con n en torno a 1,6-2,0 en función del acero y la frecuencia.
Ahora alinee algunos escenarios a 50 Hz:
Para un núcleo de 2.000 kg, eso es:
Mismo acero, mismas pilas de laminación. Sólo B se mueve.
Por tanto, para un ingeniero de compras, P1,5/50 y P1,7/50 no son sólo números de catálogo: son una forma rápida de esbozar exactamente la penalización que se paga si el diseñador aumenta el flujo 0,1 T para ahorrar cobre.
La mayoría de las calidades Hi-B o marcadas con láser se sitúan aproximadamente un paso "mejor" en la curva de pérdidas que el CRGO convencional con el mismo espesor. Los valores típicos P1.7/50 en torno a 0,7-0,9 W/kg a 0,23-0,30 mm son habituales en los catálogos modernos.
Eso no significa automáticamente que deba comprarlos.
Piensa en tres pases rápidos:
En resumen: paga el Hi-B cuando o:
De lo contrario, suele bastar con una CRGO convencional bien especificada (con límites explícitos de W/kg) más una ventana B sensata.
En muchos blogs ya se ha hecho una comparación cualitativa entre el grosor y las pérdidas. La historia sigue siendo la misma: tira más fina, menos pérdidas por parásitos, mejor a mayor flujo y frecuencia, y mayor coste de procesamiento.
Una forma práctica de pensarlo:
Así que en lugar de "0,23 es premium, 0,27 es standard, 0,30 es budget", exprésalo de esta manera:
"Para una ventana B y un objetivo de pérdidas dados, ¿qué grosor te da el paquete total más barato si incluyes el cobre, el depósito y las penalizaciones en kWh?".
Muchas guías modernas muestran ahora explícitamente esas compensaciones utilizando curvas de coste total de propiedad para transformadores de distribución.
Las fichas técnicas se miden en tiras cuidadosamente preparadas. Su núcleo no es una tira.
Tres factores de corrección son más importantes que el resto:
El folleto GOES de Spacemat muestra factores de laminación típicos para CRGO en torno a 95-97% a 50 psi, dependiendo del espesor y el revestimiento.
Es decir:
Los datos de ORIENTCORE HI-B de Nippon Steel ofrecen una clara comparación:
Las juntas de las esquinas, la rotación del fundente, la saturación local en las juntas en T, los espacios de aire en los solapamientos... todos ellos añaden vatios adicionales que nunca aparecen en la prueba de banda desnuda.
En el caso de los núcleos convencionales CRGO bobinados o apilados, los factores de construcción oscilan entre 1,1 y 1,3, dependiendo del diseño y del estilo de la vuelta.
Aunque resulte contraintuitivo, merece la pena recordarlo: en el caso del GOES, la pérdida en el núcleo medida a 85 °C suele ser ligeramente inferior que a 25 °C porque la resistividad aumenta con la temperatura y reduce las corrientes parásitas. La tabla de Spacemat muestra que W(85 °C)/W(25 °C) oscila entre 0,95 y 0,98 a 1,0-1,7 T.
Por tanto, si sus especificaciones indican P1,7/50 "a 65 °C" y la hoja de datos indica "a 20-25 °C", las pérdidas no se escalarán de la forma obvia. Sigue validando las condiciones de prueba indicadas por el fabricante.
He aquí un sencillo flujo de trabajo que convierte todo lo anterior en una petición de oferta defendible.
Del diseñador del transformador:
Esto te permite hacer una estimación:
Por ejemplo, supongamos:
Supongamos:
Entonces el objetivo de nivel de banda a 1,6 T pasa a ser aproximadamente:
Pérdida de núcleo por kg (banda) ≈ 1,7 kW / (2000 kg × 1,18) ≈ 0,72 W/kg a 1,6 T
De la tabla M-3, 0,23 mm da ~0,79 W/kg a 1,6 T, que es un poco más alto. Eso te dice:
Este es el tipo de aritmética que debería aparecer en las notas de diseño, no sólo en la cabeza de alguien.
En lugar de "CRGO M3, 0,23 mm", escriba algo como:
Pilas de laminación CRGO, 0,23 mm, grado equivalente a M108-23 o superior.
- P1,5/50 ≤ 0,70 W/kg, garantizado según IEC 60404-2 / JIS C 2550-1
- P1.7/50 ≤ 1,05 W/kg, mismas condiciones de ensayo
- B50 ≥ 1,88 T (5000 A/m)
- Recubrimiento: Equivalente a C-5, apto para recocido de distensión a 800 °C
- Factor de laminación a 50 psi ≥ 96%
Las cifras anteriores son indicativas, pero este estilo de sentencia es lo que mantiene honestas a ambas partes.
No se fíe sólo de las líneas de resumen del catálogo.
Solicítelo a su proveedor de laminado:
Si no pueden suministrar la curva, al menos deberían decirle de qué hoja de datos del laminador están comprando realmente.
Algunas situaciones en las que la bonita curva de Epstein te engaña:
Cuando aparezca alguno de estos, o bien:
Para cada nuevo diseño de transformador o petición de oferta importante, asegúrese de que puede responder, en una sola página:
Si alguna de estas casillas está vacía, la curva de pérdida de núcleo frente a densidad de flujo suele rellenarla más tarde, en forma de vatios inesperados.
R: En el caso de las CRGO convencionales, las fábricas suelen garantizar un único punto, normalmente P1,5/50, mientras que las familias Hi-B utilizan P1,7/50. Si su diseño supera alguna vez 1,6 T, es más seguro disponer de ambos números (o de una pequeña tabla sobre 1,3-1,7 T). Te da una mejor idea de lo empinada que es la curva cerca de tu B máximo.
R: Los factores de construcción entre 1,1 y 1,3 son normales para los núcleos CRGO apilados, dependiendo de las juntas y de la distribución del flujo. Si se diseña suponiendo "pérdida de material = pérdida del transformador", se es optimista en al menos 10-20%.
R: Aproximadamente, P ∝ f para el rango dominado por la histéresis y P ∝ f² para las corrientes parásitas puras, pero el GOES real mezcla ambas más el exceso de pérdidas. Muchas hojas de datos indican tanto P1,5/50 como P1,5/60; si no es así, utilice la conversión recomendada por la fábrica o una guía estándar (por ejemplo, algunas normas indican que las pérdidas de 50 Hz a 1,5 T son aproximadamente 0,79× el valor de 60 Hz para un acero similar). Para pedidos críticos, insista en las cifras de 50 Hz si esa es su frecuencia de funcionamiento.
R: Las antiguas etiquetas M siguen siendo habituales en los planos y en las conversaciones porque codifican una ventana difusa de grosor y pérdidas. Sin embargo, las hojas de datos IEC/EN/JIS modernas se organizan en torno a bandas P1.7/50 y filas de grosor, por lo que los códigos de grado como "M125-27" indican con mayor precisión lo que se está adquiriendo. La mejor práctica: conservar la etiqueta M para una comunicación rápida, pero bloquear la compra en torno a límites explícitos de W/kg y grosor.
R: No muy cerca. Todavía tienes:
Dispersión lote a lote,
Factor de construcción,
Tolerancias de medición en distintos laboratorios.
Es habitual dejar un margen de al menos 10-15% por debajo del máximo garantizado en la inducción de referencia. Algunos proveedores incluso publican su ventana de pérdida típica frente al límite garantizado y la tolerancia entre lotes (por ejemplo, ±0,03 W/kg en P1.5/50).
R: A la misma B y frecuencia, sí, pero el diseño rara vez es "a la misma B". La elección del grosor modifica la ventana B óptima; un diseño que utilice 0,23 mm puede funcionar a una B ligeramente superior a la de un diseño de 0,27 mm para el mismo objetivo de pérdida total. Además, el coste del utillaje, la velocidad de punzonado y el rendimiento suelen favorecer a 0,27 mm. Así que hay que comparar total coste a un objetivo fijo de pérdidas, no el grosor de forma aislada.
R: Muchas especificaciones de transformadores exigen ahora que se declaren los W/kg a 1,3, 1,5 y 1,7 T a 50 Hz y a una temperatura definida. Así se obtiene una imagen más clara de la forma de la curva, sobre todo si se utiliza un B relativamente bajo pero se desea conocer el comportamiento en caso de sobreflujo. También dificulta que un proveedor "optimice" sólo un punto de la curva.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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