Núcleo de hierro del transformador de anillo premium

El núcleo de hierro del transformador de anillo es el componente del circuito magnético central del transformador toroidal. Se forma a partir de una tira de acero al silicio en un anillo cerrado, ya sea mediante bobinado continuo o laminando segmentos perfilados, de modo que el flujo magnético siga un camino suave y sin espacios-alrededor del núcleo. Esta geometría cerrada es lo que proporciona a los transformadores de núcleo-en anillo su baja pérdida de núcleo, bajo ruido de funcionamiento y bajo campo parásito, y es la razón por la que se especifican dondequiera que la eficiencia y el funcionamiento silencioso sean prioridades.

Por qué la forma del anillo mejora el rendimiento magnético

En comparación con un núcleo apilado convencional formado por punzonados E e I, el núcleo anular tiene dos ventajas decisivas:

Sin espacios de aire: el circuito magnético es continuo, por lo que la reluctancia y la corriente magnetizante se minimizan, y el componente de pérdida del núcleo- asociado con los espacios de las juntas desaparece.

Aprovechamiento completo del material: toda la circunferencia transporta flujo con la misma densidad, por lo que la sección transversal-se utiliza uniformemente y el núcleo es compacto para su clasificación.

Además, la forma del anillo contiene el campo magnético dentro del núcleo, lo que reduce la interferencia con los circuitos circundantes, y su estructura simétrica y fuertemente unida vibra menos, por lo que el ruido audible es bajo.

Métodos de fabricación

Proceso de bobinado

En el proceso de bobinado, se enrolla una tira continua de acero al silicio de grano-orientado sobre un mandril hasta alcanzar el diámetro interior requerido y luego se recoce para restaurar las propiedades magnéticas y aliviar la tensión del bobinado. Después del recocido, el núcleo se recubre o encapsula. Un anillo enrollado no tiene ninguna junta y por lo tanto tiene el mejor rendimiento magnético posible; se utiliza donde los requisitos de eficiencia energética son más altos, como transformadores de distribución y equipos de audio de alta-eficiencia.

Proceso de laminación

En el proceso de laminación, las láminas de acero al silicio se cortan en segmentos con forma (en forma de abanico) y se apilan para formar el anillo. Este método ofrece más flexibilidad a la hora de producir diferentes tamaños y-secciones transversales, y es más fácil fabricar núcleos grandes de esta manera, pero los segmentos introducen algunas uniones, por lo que el rendimiento magnético es ligeramente inferior al de un núcleo enrollado. Los anillos laminados son una opción práctica para transformadores de núcleo-de anillos grandes y geometrías especiales.

Características materiales y de pérdidas

Los núcleos de los anillos normalmente se fabrican con acero al silicio de grano-orientado con una baja pérdida específica del núcleo. La orientación de la tira está alineada con la trayectoria del flujo alrededor del anillo, y el material de calibre fino-(hasta 0,20–0,30 mm) limita la pérdida de corrientes parásitas-. La combinación de material orientado, laminaciones delgadas y un recorrido libre-de juntas permite que el transformador cumpla con los límites de eficiencia energética-más exigentes con una histéresis y una pérdida de corrientes parásitas- reducidas. Las mediciones de pérdidas siguen la norma IEC 60404 y los estándares de materiales relevantes.

Aplicaciones típicas

Transformadores de distribución de alta-eficiencia, que cumplen con los requisitos de la red para bajas pérdidas y alta eficiencia energética.

Transformadores de alta-frecuencia para equipos de comunicación y nuevos-inversores de energía.

Transformadores para instrumentos de precisión, como equipos médicos y dispositivos de laboratorio, donde el bajo nivel de ruido y el suministro estable son esenciales.

Transformadores de aislamiento y fuentes de alimentación con límites estrictos de interferencia-electromagnética.

Dimensiones del núcleo estándar

La tabla enumera los tamaños típicos de núcleos de anillos. id, od y ht son el diámetro interior, el diámetro exterior y la altura del núcleo magnético; ID, OD y HT son las dimensiones de la caja protectora; Ae es el área de la sección transversal-efectiva y es decir, la longitud efectiva de la trayectoria magnética; la última columna es la clase máxima de sobrecorriente de CC en amperios.

Tamaño del núcleo (mm)			Tamaño de la caja (mm)			Ae (mm²)	Es decir (mm)	Sobrecorriente CC máx. (A)
identificación	sobredosis	ht	IDENTIFICACIÓN	sobredosis	HT
14	19	6.5	12	22	8	11.86	51.81	20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68	52.29	40
16	21	10	15	24	12.3	24.85	57.41	60
16	23	8	15	24	9.7	20.44	61.23	60
16	23	10	15	24	12.3	34.62	59.92	60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86	60.59	60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56	60.67	60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89	61.34	60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78	60.38	60
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78	60.89	70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97	64.56	70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39	65.32	80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42	62.31	80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32	69.56	80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29	70.32	90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76	73.88	90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91	78.75	90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65	77.19	100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54	78.32	100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39	77.45	100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32	79.89	120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58	73.43	120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56	74.56	120

Se producen tamaños personalizados para adaptarse a potencias nominales y ventanas sinuosas específicas. GNEE Electric suministra núcleos de anillos de esta gama con calidad controlada de recocido y recubrimiento.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un núcleo de anillo enrollado y un núcleo de anillo laminado?

Un núcleo de anillo enrollado se fabrica a partir de una tira continua, por lo que no tiene juntas y tiene la menor pérdida posible. Un núcleo de anillo laminado se ensambla a partir de segmentos conformados, lo que permite un tamaño más flexible y núcleos más grandes, pero las uniones añaden una pequeña cantidad de pérdida y corriente magnetizante.

¿Por qué los núcleos en anillo son más silenciosos que los núcleos apilados?

La estructura de anillo simétrica y cerrada y el encapsulado apretado de las capas amortiguan la vibración magnetoestrictiva y no hay uniones sueltas que hagan ruido, por lo que el ruido audible es mucho menor que con los núcleos apilados E-I.

¿Qué material se utiliza para los núcleos de los transformadores de anillo?

La tira de acero al silicio de grano-orientado es el material estándar para los núcleos de anillos de frecuencia eléctrica-porque su dirección de rodadura está alineada con la trayectoria del flujo, lo que proporciona la menor pérdida en el núcleo. Las cintas nanocristalinas y amorfas se utilizan para aplicaciones de alta-frecuencia.

¿Cómo elijo el tamaño correcto del núcleo del anillo?

Seleccione un núcleo cuyo área de sección transversal-efectiva Ae admita el flujo de diseño a la tensión y frecuencia nominales sin saturación, y cuyo diámetro interior proporcione suficiente ventana para las vueltas del devanado. La longitud del camino magnético Ie determina entonces la inductancia magnetizante.

¿Pueden los núcleos de anillo soportar la sobrecorriente de CC?

La tabla enumera una clase máxima de sobrecorriente de CC para cada tamaño, lo que indica la corriente directa que el núcleo puede soportar antes de saturarse o sobrecalentarse en aplicaciones de filtro típicas. El límite real depende del número de vueltas y del flujo operativo.