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.
Hablemos de lo que realmente cambia en el núcleo cuando se pasa a una pila de laminación CRGO escalonada bien diseñada... y de dónde los ingenieros pierden silenciosamente el beneficio en el taller.
En la junta, hay tres cosas que importan más de lo que admiten los dibujos de los folletos:
Las uniones escalonadas distribuyen las juntas en varios solapes escalonados en lugar de en un único plano. Tanto los trabajos industriales como los académicos demuestran que, para un grado de acero y una geometría determinados, las uniones escalonadas reducen las pérdidas en vacío, la corriente de excitación y el nivel de presión acústica en comparación con las uniones a tope o a inglete simple.
Pero esa afirmación es casi inútil sin los detalles.
No se reduce la pérdida de núcleo “porque el step-lap sea moderno”. Se reduce porque se controla un pequeño conjunto de variables geométricas y de proceso.
Step-lap es esencialmente un patrón de entrehierro 3D controlado.
Los trabajos de diseño y ensayo con núcleos bobinados y apilados muestran una clara sensibilidad de la pérdida a longitud de vuelta y número de laminaciones por paso. Suele haber una banda óptima relativamente plana en lugar de un valor mágico, y cambia con el grosor del laminado y el flujo de funcionamiento.
En la práctica, lo verás a menudo:
Las juntas de varios pasos se comportan bien hasta cierto punto, luego no.
Lo que esto significa en lenguaje de diseño:
Ya conoces el juego de los factores de construcción:
Para un proveedor de laminado, aquí es donde el valor se escapa silenciosamente: cada vez que el montaje cambia de una hoja a doble hoja sin que el diseñador ajuste el cálculo de la pila, la pérdida real sin carga se aleja del dibujo.
La historia del ruido es sobre todo la magnetostricción y cómo la modula la geometría de la junta.
Los datos de campo y las mediciones de laboratorio coinciden en un rango aproximado:
A inducciones bajas y medias, las uniones de solapamiento múltiple reducen claramente el ruido en comparación con el inglete o el solapamiento simple. A inducciones más altas, la mejora se reduce y puede aplanarse, como han demostrado algunas pruebas con núcleos modelo.
No es sólo “más pasos = más silencioso”.
Por lo tanto, si su problema acústico es una resonancia estrecha en el depósito, el patrón de pasos correcto ayuda. Si el problema es una mala sujeción o huecos, ningún truco de geometría te salvará.
Varias guías industriales señalan lo mismo con palabras diferentes:
En El beneficio acústico del solapado escalonado depende en gran medida de la precisión de corte, el control de las rebabas y la alineación del ensamblaje.
Los pasos desalineados, las laminaciones dobladas o la sujeción desigual reintroducen tensiones y pequeños espacios de aire justo donde el solapado por pasos intenta alisar el flujo.
Puede tratar el diseño de la laminación escalonada como un pequeño estudio de parámetros en lugar de como una forma de arte.
| Palanca de diseño | Elección típica para núcleos CRGO | Efecto sobre la pérdida en vacío (cualitativo) | Efecto sobre el ruido (cualitativo) | Notas prácticas para las pilas de laminación |
|---|---|---|---|---|
| Número de pasos | 5 pasos para unidades pequeñas/medianas; 7 para núcleos de alto rendimiento | 5 frente a inglete: ~2-4% menos de pérdida total del núcleo en las pruebas | Los escalones múltiples suelen ser más silenciosos que los simples | Más allá de 7 pasos, las ganancias son pequeñas frente a la complejidad del apilamiento |
| Incremento de paso (por paso) | Cambio de solapamiento de 2-6 mm por paso | Demasiado pequeño: saturación local; demasiado grande: más flujo parásito | Los malos patrones pueden empeorar ciertos armónicos | Asegúrese de que su línea de prensado puede mantener ±0,2 mm en las longitudes |
| Longitud de la vuelta en la esquina | Optimizado a partir de prototipos; a menudo varias veces el grosor del laminado | Impulsa fuertemente las pérdidas de articulación si está mal dimensionado | Cambia la distribución de las vibraciones cerca de las esquinas | Especificar como rango más método de medición, no sólo como valor nominal |
| Método de montaje (simple o doble) | Libros“ de una sola hoja para diseños de baja pérdida | Simple < doble, debido a un mejor factor de construcción | Efecto indirecto (a través de lagunas y estrés) | Confirme el estilo de ensamblaje en la RFQ; no asuma la elección de fábrica |
| Espesor de laminación | 0,23-0,30 mm CRGO para núcleos de distribución | Más fino → menor pérdida por remolino; más placas para apilar. | Efecto directo menor; principalmente a través de inducción y lagunas | Combinar con step-lap para alcanzar los objetivos de pérdidas con margen |
| Densidad de flujo máxima en el limbo (Bmax) | A menudo 1,6-1,7 T para los diseños CRGO | Por encima de una “inducción crítica” específica del diseño, las pérdidas saltan más rápido en las uniones por pasos. | Un mayor B aumenta las fuerzas magnetostrictivas | No “gastes” todo el margen B asumiendo que el step-lap solucionará el ruido |
| Presión y patrón de sujeción | Abrazaderas distribuidas en las esquinas del yugo y las extremidades | Afecta a los huecos residuales en la junta y la pila | Fuerte vínculo con la vibración del núcleo y el depósito | Solicite un procedimiento de sujeción documentado con valores de par de apriete |
| Control de rebabas y revestimientos | Recubrimiento aislante consistente y con pocas rebabas | Un mal control de las rebabas arruina el aislamiento interlaminar | La fricción adicional puede amortiguar o empeorar las vibraciones, caso por caso. | A menudo, la verdadera razón por la que dos diseños “idénticos” suenan diferente |
Sobre el papel, step-lap es geometría. En el taller, es sobre todo secuencia y disciplina.
Puntos clave donde las pilas de laminación deciden su pérdida real y el ruido:
Si compra pilas de laminación sueltas en lugar de núcleos acabados, estos puntos pertenecen en parte a su proveedor y en parte a su fábrica de transformadores. En la interfaz es donde suelen aparecer los problemas.
Si quieres los beneficios, tienes que pedirlos con precisión.
Elementos sugeridos para detallar en una RFQ o especificación técnica para pilas de laminación CRGO escalonadas:
Así es como una pila de laminación deja de ser una mercancía y empieza a ser una parte controlable de su presupuesto de pérdidas y ruido.
Tomemos un núcleo apilado de 1 MVA, trifásico y de 3 ramas a unos 1.65 T en CRGO.
A partir de comparaciones publicadas de uniones a inglete frente a uniones de 5 pasos para núcleos similares:
Para un núcleo originalmente a 1600 W de pérdida en vacío:
Sobre el ruido:
Trate esos números como orden de magnitud orientación, no garantías. La diferencia real entre los planos y los informes de ensayo suele proceder de las viñetas de fabricación de la sección 5.
Utilice esta lista como filtro rápido al revisar planos, ofertas o propuestas de fábrica:
Si falta alguno de ellos, la frase “laminado CRGO por etapas” en una cita no le dice mucho.
No automáticamente. Las pruebas demuestran que el solapamiento escalonado produce menos pérdidas cuando se optimizan el patrón escalonado, la longitud del solapamiento y la calidad del apilamiento. Los patrones deficientes o un montaje descuidado pueden borrar la ventaja o incluso aumentar las pérdidas con inducciones altas.
Para la mayoría de los transformadores de distribución y de pequeña potencia, 5 pasos son un sólido valor por defecto: buen equilibrio entre rendimiento y esfuerzo de fabricación. 7 pasos pueden ofrecer una pequeña reducción adicional de pérdidas, pero añaden complejidad; 3 pasos suelen ser un compromiso que solo se aceptaría con datos de prueba contrastados.
A veces, pero hay que volver a comprobarlo:
Altura de la pila y dimensiones de la ventana
Pérdida en el núcleo a B nominal en un prototipo o una simulación detallada
Alineación de los herrajes de sujeción con el nuevo patrón de juntas
Sin eso, estás adivinando. Las juntas escalonadas pueden tener volúmenes de esquina ligeramente diferentes y pueden cambiar la ubicación de los puntos calientes.
Sí. El CRGO de alta calidad o el acero amorfo reducen las pérdidas de material; el escalonamiento mejora cómo el flujo atraviesa las juntas y, a menudo, sigue proporcionando ganancias mensurables tanto en pérdidas como en ruido, especialmente a inducciones más altas en las que domina el comportamiento de las juntas.
No necesita una norma completamente distinta, pero debería endurecer algunos puntos:
Límites más estrictos de las tolerancias de corte y la altura de las rebabas
Patrón de pasos explícito y límites de longitud de vuelta probados en pruebas de ruido
Instrucciones de sujeción que controlan la distribución de la presión en las juntas
Las investigaciones y guías centradas en el ruido demuestran repetidamente que la geometría de los escalones y las tolerancias de montaje influyen mucho en el rendimiento acústico.
Pregunte por números de un diseño comparable:
Pérdida en vacío y corriente de excitación a B nominal
Nivel de presión sonora medido y condiciones de ensayo
Si pueden proporcionar datos reales de núcleos escalonados construidos con acero, densidad de flujo y tamaño similares, sabrás que “escalonado múltiple” significa un diseño específico y controlado y no una etiqueta en un dibujo.
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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