Os Materiais amorfos v m ganhando grande espa o na ind stria de transformadores

Os Materiais amorfos v m ganhando grande espa o na ind stria de transformadores

?Os Materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores, devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas elétricos de potência. Estudos sobre ocusto/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material.
Devido à necessidade de equipamentos mais eficientes para os sistemas
elétricos, muitas pesquisas foram realizadas nos últimos anos em transformadores,
principalmente na busca por novos materiais para o núcleo e os enrolamentos. Na
década de 80entraram no mercado mundial os transformadores com núcleo
constituído de liga amorfa, desde então, estes transformadores começaram a ganhar
uma grande fatia do mercado, sendo um negócio lucrativo tanto para as empresas que
os comercializam, quanto para as concessionárias que os utilizam em sua rede de
distribuição.
Os transformadores são equipamentos essenciais para o funcionamento dos
sistemaselétricos de potência. São dispositivos de custo significativo,
comparativamente aos custos totais de uma instalação em sistemas potência. Os
procedimentos para sua substituição ou reparo são igualmente onerosos para a
empresa proprietária, podendo comprometer a receita das mesmas, visto que além de
seus gastos com a aquisição de novos transformadores e com a manutenção, quando há
um dano em um dessesequipamentos, as concessionárias deixam de vender seu
produto. Outro efeito negativo com a parada de um transformador, seja para
manutenção ou substituição, é para os clientes das concessionárias, sejam estes do
ramo empresarial (Indústrias, prédios comerciais, entre outros) ou próprio consumidor
residencial, que sofrem com a perda de qualidade no fornecimento da energia e o
desconforto em suasresidências.
Assim, o estudo do custo/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez deve ser considerado quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material.
HISTÓRIA:
No início do século XX, Hadfield e outros, estudando as propriedades
eletromagnéticas das ligas Fe-Si (Ferro-Silício), verificaram que a resistividade do
Ferro era bastante aumentada com aadição de Silício. Isso contribuiu para a redução
das perdas devido às correntes de Foucault.
A partir daí, começou a fabricação e utilização de aço-silício para
transformadores. Primeiramente, foram desenvolvidos aços de grãos não-orientados, oque facilitava o fluxo orientar-se em qualquer direção (anisotropia magnética).
Em 1934, Norman Goss propõe um método de produção de chapas de açosilício
mas comgrãos orientados (GO). Essas fitas fornecem uma direção preferencial
de magnetização e, portanto, ideal para uso em transformadores, uma vez que a
distribuição do fluxo magnético é constante.
Atualmente, existem três grandes famílias de chapa de aço-silício:
1. Normal: (RGO – Regular Grain Oriented);
2. Alta Indução: (HGO – High permebiality Grain Oriented, ou HiB);
3. Com Refino de Domínios: (DR– Domain refined).
Em um artigo antológico [2], o professor Pol Duwez relatou o experimento
realizado em 1959, mediante o qual ele e seus orientandos W. Klement Jr. e R. H. Willens obtiveram a primeira liga amorfa do sistema binário Au-Si. Essa liga,
contendo 75% de ouro e 25 % de silício, foi a precursora das ligas amorfas do sistema ternário Fe-P-C (Fe75P15C10), sendo considerada como o protótipode todas as ligas amorfas ferromagnéticas que foram largamente estudadas nos anos subseqüentes, resultando na obtenção de ligas do sistema ternário, definidas na patente [3].
O desenvolvimento dos núcleos de transformadores de liga amorfa começa em
1975 e o material para os transformadores começam a chegar ao mercado em 1976.
A liga de ferro e boro Fe80B20 (METGLAS 2605) foi a primeira no…