Handmades

Boa tarde pessoal, devido a dificuldade de encontrar transformadores aqui na minha região, (quando são encontrados, os preços são absurdos), estive pensando: tenho um autotransformador daqueles 127/220 -220/127v de 300va, posso retirar a parte 220v e enrolar 20+20 de fio awg 15  para 5A?

Sei que tenho que contar quantas espiras tem pra rebobina-lo tipo regra de 3.

Autotransformador tem um enrolamento só.

E como é separado a entrada da saída? Não são 2 enrolamentos, um com o dobro de espiras e condutor com metade do diâmetro do outro em um carretel?

É 1 enrolamento mesmo. O enrolamento do 220V é o maior, mais ou menos metade dele é retirado os 127V. É como se fosse um divisor de tensão utilizando indutores.

(http://www.byknirsch.com.br/artigos/05-07-trafos3.jpg)

Mais dá pra usar o núcleo pelo menos?

Se você conseguir desmontar o núcleo sem entortar as laminas...  :-)

As chapas ate que dão pra ser usadas, claro que como foi dito se elas não entortarem, mas o fio é recomendado a troca, pois o mesmo ficara com o esmalte quebrado na região onde tem as curvas do enrolamento, então se você desenrolar ele todo irá precisar enrolar fio novo e na medida certa.

E uma pergunta , 5A sobre quantos volts ?

Eu já fiz algo parecido com transformadores de no-break e estabilizadores para PC.

Até da pra arriscar, mas antes confirma as medidas do seu núcleo e o diâmetro do fio para suportar essa corrente toda.

Não só sair enrolando que vai funcionar...

At Daniel

Ps esse site pode te dar uma luz( no bom sentido da palavra) :)

http://www.py2bbs.qsl.br/calc_transf.php

Para um transformador de 100VA o núcleo precisa ser de pelo menos 32x32mm.

O auto-transformador não é um transformador isolador...
Se tiver espaço no carretel tu poderia enrolar o secundário por cima e deixar o enrolamento original como primario, mas acho muito dificil que dê, pela potência do auto-transformador.
Se o carretel for plástico, vá em frente e desmonte, fica fácil fazer um novo enrolamento.
Boa sorte!

Tomando esse bonde por uns quarteirões...

Uma coisa que sempre pensei sobre desmontar transformadores foi se existiria algum solvente que soltaria as placas mais facilmente e evitaria o empeno acidental das E I.

Abraços e já desço aqui na esquina...

Ferro Velho , os que eu desmontei eram pobres de verniz, isso facilitou muito a desmontagem, duvido que os auto-transformadores tenham verniz como manda o figurino.

Agora solvente para um verniz que já endureceu creio que seja meio difícil, mesmo porque ele pode comprometer o carretel, mas se a intenção era só aproveitar o ferro, creio que não há problemas.

At daniel.

Se depois de você conseguir desmontar as chapas do núcleo, verificar que a parte de cima do enrolamento é a parte que corresponde ao trecho 127V-220V (veja pelas terminações externas) e não ao trecho mais interno (caso contrário você vai desenrolar tudo ?) ainda existe um complicador: o número de espiras por volt do autotransformador pode não ser o adequado para um transformador de fonte com isolação entre primário e secundário (essa relação espiras por volt depende da potência, no autotransformador, o que importa não é a potência total, mas apenas a parte da potência transformada). São muitas variáveis pra se ter sucesso na empreitada.

Poisé, além dessa variável espira/volt que o Xformer citou, se não me engano, em um auto-transformador a parte que corresponde aos 110/127V tem a bitola do fio bem maos grossa, devido a relação potência/tensão.
O certo mesmo é desmontar, medir o núcleo, e calcular um novo enrrolamento.
Mas dá pra fazer.
Boa sorte!

Seria 20V+20V, no site diz pra usar fio awg18 pra 5A, mas na tabela de fios awg esse fio suporta 2,5A, pode isso Arnaldo?

Só pra terminar de te desanimar, quando se desmonta o núcleo, o verniz entre as placas se danifica bastante, o que quando for montar de novo já acrescenta mais perdas no ferro, seu transformador vai esquentar bem mais.

Se limpar as placas com thinner ou solvente não resolve?

Teria que lixar.  Mas daí as chapas deixam de ficar isoladas entre si. Mais perdas...

Como assim? Já vi vários transformadores inclusive de saida com nenhum verniz entre chapas.. Isto é mandatório?

Olá, colega Rômulo:

A desmontagem do núcleo é tarefa lenta e trabalhosa, mas dá para aproveitar o núcleo do seu transformador, sim, sem medo de "estragar" as lâminas. O difícil é retirar as primeiras e abrir espaço no carretel, depois fica mais fácil. Normalmente se destrói a primeira lâmina e se amassa bastante as duas seguintes na desmontagem, mas como o seu núcleo é grande elas não farão muita falta. Com um estilete, solta-se a lâmina mais externa do restante do núcleo e bate-se ela para fora do pacote usando uma chave de fenda velha como "talhadeira", apoiada na parte central da lâmina. Se ela tiver um I ( difícil, pois os fabricantes geralmente não põem o I das lâminas mais externas ) ele deve ser removido primeiro. O bom é que existem duas lâminas externas, assim, se não der certo num lado, ainda dá para tentar no outro.

Uma vez removidas as primeiras lâminas e aberto um pequeno espaço de trabalho no carretel, basta ir soltando as lâminas com o estilete, E e I alternadamente.

As lâminas devem ser limpas do verniz velho antes de serem usadas novamente, caso contrário, não se consegue o empilhamento desejado. O colega pode mergulhar as lâminas em thinner 137 ou mesmo em gasolina, e deixar de molho por um dia ou dois. O verniz amolece e pode ser facilmente retirado com uma espátula, lâmina por lâmina...

Precisa interpretar direito o que você entende por 20V+20V @ 5A. Um enrolamento de 20Vac e 5A pode fornecer 100VA. Mas 20V+20V  @ 5A podem significar que são dois enrolamentos de 20Vac cada um fornecendo 2,5A (o que dá 100VA também e que é o mesmo que um de 40Vac @2,5A com tomada central) e retificando em onda completa dariam os 5A (cada enrolamento de 20V fornece a metade da corrente).

Se você vai precisar de 200VA de potência, você pode calcular no site fazendo dois enrolamentos secundários separados de 20Vac e 5A cada.  Nesse caso as bitolas dos fios ficarão como  você supôs.

Observe que seu autotransformador deve ter uma secção de núcleo suficiente para 126VA (que é a potência transformada e não a nominal de 300VA). Portanto para 100VA ele serve, mas para 200VA não vai servir.

Muito obrigado pelas explicações pessoal, vou ver se acho um núcleo na sucata, já que meu primário não vai servir. É uma pena estragar o autotransformador só pra usar o núcleo.

Para que esse transformador de 200VA possa ser construído, teria que ter um núcleo com chapas de 114mm (no mínimo). Verifique isso na hora de escolher o transformador de vai desmontar.

 :)

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P.S. 114mm na parte mais extensa do núcleo. Perna central de 38mm de largura.  8)

Não entendi, 114mm em que parte? Largura da lâmina ou da pilha de lâminas?

É que, a rigor, as chapas (mesmo antes da aplicação do  verniz), tem (ou deveriam ter) um tratamento superficial capaz de prover alguma isolação entre elas, o que reduz perdas/aquecimento por circulação de correntes parasitas no núcleo. Por conta disso, quando aprendi a enrolar transformadores, na época de colégio técnico (faz tempo...), meu professor ensinou que, sendo necessário usar chapas velhas (naquele tempo tudo era mais difícil, então aproveitar sucata não era opcional...), era melhor escolher as mais enferrujadas, ou aplicar um pouco de verniz diluído nelas antes da montagem.

Imaginei que o verniz velho não poderia ser retirado facilmente com solvente, daí meu comentário.

Mas como o outro colega já disse que com thinner dá certo, pode desconsiderar. O thinner não vai remover o tratamento da chapa.

Exatamente Finck, laminações (chapas)  oxidadas (ferrugem) melhoram muito a isolação elétrica o que diminui consideravelmente as perdas.

Laminações magnéticas não são envernizadas, elas são tratadas termicamente na indústria que estampa e/ou corta a matéria-prima que vem da siderurgica em bobinas.

O tratamento termico, feito depois do corte e estampagem da chapa, consiste na fosfatização em fornos continuos a gás em atmosfera de nitrogenio puro, e esse tratamento não pode ser removido nem com picareta.

No Brasil a unica empresa que faz tratamento termico para qualquer grau (M19 a M36) é a Soma-Soluções Magneticas.

A Tessin faz tratamento térmico somente para grão-orientado, fosfatizando durante o recozimento da bobina, para alivio de estresse mecanico, antes da estampagem. Essa fosfatização é classificada como C4, praticamente só usada em GO.

Pode ser que o transformador do handmaker que abriu o tópico tenha tido o nucleo envernizado depois de montado e o verniz tenha escorrido por entre as laminações. Ou pode ser também que o transformador todo tenha sido impregnado por imersão e verniz.

Não acredito, mas pode ser que o fabricante desse transformador use aço-carbono. Esse tipo de aço é quase ferro puro o que resulta em perdas tão altas que inviabiliza a fabricação de transformadores. Mas imergir as laminações em verniz pode dar uma aliviada na situação.

Acho que estavam falando em remover os restos de verniz aplicado no transformador montado, que sempre penetra entre as lâminas e dificulta a remontagem do núcleo...

Quanto à aplicar verniz sobre as chapas antes da montagem, era a gambiarra proposta pelo meu professor para contornar a falta de ferrugem. Sendo chapa nova, realmente acho que não faz sentido.

Não sabia que aquela camada lisinha das chapas novas (e de boa origem) era assim resistente. Minha referência eram as que a gente vê por aí em transformadores " de lojinha", cujo "tratamento" sai se esfregar com palha de aço... Mais uma que aprendi...

Você quis dizer as menos enferrujadas, correto ?

Li o post do Guilherme !

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Li que essa imersão visa diminuir as vibrações que o transformador ter, correto ?

A impregnação ajuda com a vibração, sem dúvida. Mas creio que é importante tentar combater a CAUSA da vibração: folga entre as chapas do núcleo. Não é só pelo barulho chato, mas estas folgas introduzem perdas magnéticas que trazem queda de eficiência no transformador. "Colando" as chapas com verniz a gente ataca o sintoma mas não a doença...

Transformador de estabilizadores/nobreaks tem primário e secundário, ou só um enrolamento como nos autotransformadores?

A Explicação do A.Sim basta pra permitir ao amigo fazer a sua experiência.  O que fiz foi acrescentar algumas espiras ao primário, depois de contar quantas espiras tinham no "secundário", que era a parte de cima do autotransformador.  por isso é importante medir que tensão temos no primário e a tensão do secundário, pra saber quantas espiras por volt temos no transformador.  Daí aproveitei o fio que saquei das bobinas e fiz 3 fios em paralelo pra o secundário.  Para o último que fiz nem utilizei todo o fio(acho que nem conseguiria mesmo), pois queria 2 secundários de 15V.   Usei com derivação central e enrolei a mão uma bobina em cada metade do carretel...  mas por favor, não te perca nas contas.  O meu transformador, é claro, estava superdimensionado pra o meu uso.

Já executei essa proeza várias vezes sem problemas.  Mas te confesso que hoje em dia, levando em conta o tempo que leva, pra fazer tudo no braço, prefiro comprar algum transformador na internet, tipo esses do A.Sim mesmo.  Mas sempre tem algum bem baratinho no mercadolivre pra te satisfazer.  Pode até sair mais barato que o autotransformador funcionando pra desmontar.

Se tu tem um autotransformador e mais tempo que dinheiro, siga e desmonte teu transformador...

Ao montar novamente o núcleo do teu transformador, não esqueça de colocar o transformador sobre uma madeira e outra por cima e dar umas pancadinhas pra aproximar as lâminas "E" e "I" depois de montar.  Isso sim diminui a vibração e o aquecimento.  após as pancadinhas, aparafuse pra não sair do lugar.

Usei muitos anos um ex-autotransformador, com saída rebobinada com o mesmo fio que desenrolei do autotransformador.   Liguei até o primário que era pra 127V no 220V por alguns minutos e não queimou...   só uns capacitores estouraram.

Abraços.

O nobreak necessariamente precisa de um transformador isolador, pois ele tem um circuito inversor que transforma a tensão contínua de uma bateria em tensão alternada para a saída.

Já o estabilizador pode ter um autotransformador (antigamente existiam estabilizadores para TV em que a tensão de saída era selecionada por uma chave que comutava várias tomadas no autotransformador, hoje é feito por relés e um circuito de controle) ou um transformador isolador.  

Você consegue diferenciar um transformador isolador de um autotransformador (desde que íntegros) medindo a resistência entre um fio de entrada (do primário ou secundário) e um de saída. Se for infinita, os enrolamentos estarão separados (isolados), se houver alguma resistência então é um autotransformador.

Em 1984, um dos projetos do colégio técnico foi um carregador de bateria com um transformador enrolado especialmente. Em casa tinha um estabilizador desses, que eu desmontei para usar as lâminas (meu pai só não me matou porque eu dei o carregador para ele...). Me lembro até hoje da marca do aparelho: Televolt.

Bingo ! Esse mesmo.   :D

Pessoal, achei um transformador de tv antiga, medi a saída e deu 9,6+9,6v de fio awg25, então comercialmente falando ele é 9+9v x 1A ?

Deve ser isso mesmo (vai depender se a tensão no primário bate com a nominal do transformador).

Não, pela bitola do fio daria no máximo 400mA. Mas, sendo usado com o tap central, vai para 800mA. Em retificação com 2 diodos apenas um dos setores do secundário estará fornecendo corrente em cada ciclo (ou será semiciclo? não lembro mais...), por isso a capacidade dobra. Só que o resto no conjunto pode não aguentar isso tudo.

Você pode determinar a capacidade de corrente real usando uma carga resistiva variável (pode ser uma associação de resistores, mas é importante que a dissipação seja superior a 10W) e um multímetro (na escala Volts AC). Valores iniciais podem ficar na cara dos 200 ohms.

Ligue a(s) resistência(s) entre os extremos do secundário (19,2V). Se você baixa o valor da resistência, a corrente sobe (lei de Ohm), até o ponto em que o transformador começa a não conseguir mais segurar o tranco (**), a tensão cai abaixo de um valor admissível (vou chutar uns 10%) ao mesmo tempo em que o aquecimento fica acima do normal (para fins práticos, se der para colocar a mão em cima sem desconforto, está adequado) . A máxima corrente será aquela que o transformador pode fornecer sem que estas condições inadequadas ocorram.

Aumente um trocadinho no valor da última resistência usada antes da tensão cair. Usando Ohm, sabendo o valor da resistência no final do experimento (*)  e a tensão nominal entre os extremos do secundário (19,2V) você descobre a corrente máxima que o transformador será capaz de fornecer. Como o transformador tem tap central, a capacidade de corrente com retificação em onda completa com 2 diodos teoricamente será o dobro. Para uso prático com segurança, dê pelo menos uns 10% de desconto no valor obtido.

(*) se o transformador aguentar 400mA entre os extremos (lembrando da estória do tap central) a resistência estará na casa dos 50 ohms neste momento.

(**) corrigido com base em comentário do A.Sim. Segundo ele bem lembrou, a tensão irá começar a cair ligeiramente já a partir do primeiro momento em que se coloca o transformador sob carga; a queda de tensão e o aquecimento irão se intensificar à medida que a carga for exigindo mais corrente. Obrigado, A.Sim.

Olá.

As lâminas de ferro silício EI padronizadas, essas que utilizamos para a construção de nossos transformadores, são estampadas a partir da chapa bruta fornecida pela usina. Aqui no Brasil, quem produz ferro silício ( de excelente qualidade, diga-se de passagem ) é a APERAM, ex-Arcelor Mittal, ex-Acesita.

A chapa GNO é fornecida pela Aperam com três revestimentos possíveis ( https://brasil.aperam.com/wp-content/uploads/2015/11/Encarte_HGO_english_v1.pdf , pág 14 ) e também na forma natural, sem revestimento ( C-0 ).  A chapa GO vem sempre revestida ( revestimento C-5, pág 7 do mesmo documento ), pois o revestimento é consequência do processo de transformação da chapa GNO em GO. Nosso fornecedor, um dos maiores do Brasil, compra a chapa GNO já pronta com revestimento C-4 e a estampa; não fazendo o revestimento "em casa".

A operação de estampagem introduz tensões mecânicas, deformações e quebra de domínios nas linhas de cizalhamento ( onde a chapa é cortada ). Essas imperfeições prejudicam as propriedades magnéticas do material. Para restaurar as propriedades da chapa, pode ser feito um recozimento APÓS a estampagem ( não antes ! ) aquecendo-se o material a cerca de 750º C por um prazo determinado. Após esse processo, a chapa tem suas propriedades magnéticas restauradas aos valores pré-estampagem e adquire uma coloração mais escura, conforme a foto abaixo :

(https://s12.postimg.cc/m3d507k19/reco_nreco_compara2.jpg) (https://postimg.cc/image/s4atxa6nd/)

À esquerda tem-se a chapa recozida enquanto que à direita tem-se a mesma chapa, sem recozimento. Em ambas, temos a camada de óxido que evita o curto-circuito transversal no pacote de lâminas, com um pequeno detalhe : o recozimento cria uma nova camada de óxido sobre a lâmina. A consequência disso é que as bordas da lâmina, que sem recozimento são condutoras, passam a ficar também isoladas. A foto abaixo mostra duas lâminas recozidas em meio a um pacote de lâminas não-recozidas - tentem achá-las...

(https://s12.postimg.cc/njxlukp0t/reco_nreco_compara.jpg) (https://postimg.cc/image/78xhy9cix/)

O recozimento em chapas GNO é cobrado à parte pelo beneficiador, razão pela qual o material é utilizado apenas em produtos de maior qualidade. A Schatz, em sua política de contínuo aperfeiçoamento de seus produtos, passou, desde Janeiro passado, a utilizar chapa recozida em seus transformadores de saída e em breve vai utilizar exclusivamente esse material em toda a sua linha de produtos, incluindo os transformadores de força, os transformadores econômicos e os destinados a amplificadores para instrumentos. ( segue )

Deu confusão ai.. acho que em vermelho seria GO...

Seguindo :

O revestimento C-4 é "formado por um tratamento de fosfatização na superfície do aço" ( pag 14 ), sendo "resistente ao recozimento" e extremamente fino ( 0,6 um ) se comparado aos demais revestimentos com composição orgânica, possivelmente na forma de algum verniz. De nossa experiência, o revestimento C-4 é bastante resistente mecanicamente, inclusive deixando as lâminas resistentes à oxidação superficial quando estas estão armazenadas em atmosfera não-agressiva.

A existência desse revestimento pode ser relativamente recente; em 1982 eu bobinei o meu primeiro transformador e utilizei o núcleo de um transformador de força Philips do chassis KL-1, cuja produção iniciou-se em 1973. Logo, o núcleo não era muito antigo para a época. A Philips impregnava os transformadores com asfalto, assim, eu lavei as lâminas com solvente para removê-lo. Ao apresentar as lâminas na aula, o professor as olha e me diz que as lâminas estão com o óxido prejudicado e me sugere deixá-las pegando sereno, à noite, para oxidá-las um pouco. Dito e feito, no outro dia lá estavam todas elas enferrujadas, prontas para o uso... aparentemente o revestimento das lâminas melhorou bastante desde lá.

Nós utilizamos ferro silício GNO como material standard em nossos transformadores; sob pedido, fornecemos produtos com núcleo GO. Da existência de um produto de qualidade inferior - o aço de baixo carbono - só tomamos conhecimento há pouco tempo, quando os catálogos dos fabricantes passaram a estar disponíveis pela internet. O aço de baixo carbono é destinado à fabricação de MOTORES, e possui uma perda superior à do ferro silício GNO de qualidade inferior. Um excelente artigo sobre o assunto é Landgraf, F. J. G.; "Propriedades Magnéticas dos Aços para fins Elétricos" http://pmt.usp.br/ACADEMIC/landgraf/nossos%20artigos%20em%20pdf/02Lan%20%20recope%20.pdf (http://pmt.usp.br/ACADEMIC/landgraf/nossos%20artigos%20em%20pdf/02Lan%20%20recope%20.pdf), o qual declara à pág 110 :

"O material mais utilizado
nos motores elétricos continua sendo a chapa
de aço tipo ABNT 1006 sem recozimento, pelo
seu baixo custo"

"Os "aços ABNT 1006/1008", (que) não são produzidos
especialmente para fins eletromagnéticos,
mas são usados em larga escala até mesmo sem
recozimento, por serem os aços planos de mais
baixo custo (US 450 / tonelada)."

"A pressão por menores custos disseminou o uso
dos aços de baixo carbono em motores a partir
dos anos sessenta, substituindo os aços ao silício
de custo mais elevado."

A presença de carbono aumenta as perdas por histerese do material; por essa razão, o material utilizado nas laminações para transformador é praticamente ferro isento de carbono ( assim, não é "aço"... ), com a adição de silício para aumentar a resistividade elétrica e controlar a degradação das propriedades magnéticas do material que ocorre através da alteração do tamanho do grão com a idade ( envelhecimento da chapa ). No artigo citado, a figura 12 é muito elucidativa ao comparar as perdas entre o aço de baixo carbono, com diferentes composições e processamentos, com o ferro GO. A perda medida para uma chapa de aço 1006 de 0,5 mm, com recozimento, é de 10 W/kg a 1,5 T, 60 Hz; uma chapa GNO siliciosa M45 ( Aperam E230 ) tem uma perda típica de 4,3 W/kg ( pág 11 do catálogo Aperam ) nas mesmas condições.

Por que "dá" para se usar um material de perdas tão elevadas em motores ? Ora, porque um motor conta com um sistema de refrigeração mais otimizado do que um transformador. Poucos motores não contam com ventilação forçada ( interna ou externa ); possivelmente, só os de menor tamanho. O transformador, sendo uma máquina elétrica estática, não conta com a mesma facilidade em dissipar as suas perdas ao ambiente. Em transformadores de tamanho maior, nos quais a área externamente exposta do núcleo é pequena em relação ao seu volume, a perda da lâmina é crucial para que se obtenha uma unidade que não trabalhe a uma temperatura excessiva. Logo, se algum fabricante está usando lâmina de aço baixo carbono em transformadores, isso deve estar sendo feito em unidades de baixa potência, digamos, abaixo de 15 VA. A pressão por menores custos em um produto ( transformadores de força ) cujo mercado está fortemente comprometido pelo aparecimento de fontes chaveadas de baixo custo e alta confiabilidade tem feito os fabricantes se desesperarem atrás de paliativos que permitam a sua sustentação no mercado por mais algum tempo - e os lojistas também, com centenas de transformadores pequenos de 6+6, 9+9 e similares começando a mofar nas prateleiras e nos estoques.

Me chamou a atenção o comentário sobre a substituição dos pequenos transformadores  (leia-se fontes lineares) por fontes chaveadas. Realmente, hoje anda saindo mais barato comprar um fonte chaveada pronta do que comprar os componentes para montar uma linear.
Mas essas fontezinhas chaveadas baratas podem ser consideradas confiáveis? Em termos de segurança, desempenho, ruído...

Seguindo :

Uma das coisas boas em ser professor é que recebo, todo semestre, uma leva de cerca de 30 alunos novos. Isso faz com que 30 novas pessoas que trabalham nas mais variadas funções ( técnicas e não-técnicas ) possam trazer, à sala de aula, as suas experiências profissionais, e com elas, uma série de dúvidas a serem respondidas. Claro que eu não tenho resposta imediata para tudo o que o pessoal pergunta; via de regra, alguns trazem dúvidas que me exigem pesquisar o assunto antes de poder dar uma resposta. Isso é muito bom ao meu ver, pois me leva a pesquisar assuntos que normalmente estão fora do meu foco imediato de trabalho.

A Schatz não fabrica motores elétricos ( pelo menos, ainda não... ), assim, chapas para a produção de motores estão fora do meu cotidiano. Acontece que, ao escrever as duas últimas postagens, notei que o texto do artigo citado em certo ponto declara :

 " O Brasil consome hoje aproximadamente... 300.000t anuais de aços da família dos
aços de grão não-orientado (produzidos pela
Acesita, Usiminas, CSN e Cosipa)"

A Cosipa foi " integrada ao sistema Usiminas " em 2005 e encerrou as atividades em 2015 ( Wiki ) e a Acesita passou a chamar-se Aperam. Mas, como assim, há mais alguma empresa fabricando aço elétrico no Brasil, além da Aperam ? Essa eu não sabia; vamos lá ver...

Bom, sim e não. Ferro-silício " de verdade " parece que é fabricado apenas pela Aperam. CSN e Usiminas fabricam a " lâmina de baixo carbono " ! Aqui estão os catálogos :

http://www.usiminas.com/wp-content/uploads/2013/11/us-0073-15b-laminados-a-frio.pdf (http://www.usiminas.com/wp-content/uploads/2013/11/us-0073-15b-laminados-a-frio.pdf)

http://www.mzweb.com.br/csn2016inst/web/default_download.asp?NArquivo=Catalogo%20Laminados%20a%20Frio.pdf&arquivo=20307CB7-D438-4259-9CC6-DECB70499500 (http://www.mzweb.com.br/csn2016inst/web/default_download.asp?NArquivo=Catalogo%20Laminados%20a%20Frio.pdf&arquivo=20307CB7-D438-4259-9CC6-DECB70499500)

A Usiminas declara, à pág 22 : " As propriedades magnéticas dos aços de grão não orientado semiprocessados (GNO-SP) são otimizadas
durante tratamento térmico realizado pelos clientes, que reduz as perdas magnéticas e melhora a
permeabilidade. ... Esses aços são destinados às aplicações eletromagnéticas em núcleos de pequenos motores industriais, aparelhos
domésticos, transformadores ( ! ) e compressores herméticos para refrigeração."

A CSN declara praticamente a mesma coisa, à pág 19 : " Os aços para fins elétricos são materiais utilizados na fabricação de núcleos de
equipamentos elétricos com o objetivo de aumentar o seu rendimento ( ?? ) e a sua vida
útil ( ?? )... São utilizados em motores de corrente contínua e alternada de pequeno
e médio porte (...), núcleo de compressores herméticos (de geladeira, freezer, ar-condicionado, por exemplo),
pequenos e médios transformadores para a indústria de eletroeletrônicos ( ! ),
reatores para iluminação, dentre outros."

Embora o foco de aplicação do produto seja visivelmente o uso em motores, os " pequenos e médios transformadores, bem como reatores para iluminação " estão elencados como possíveis aplicações. Logo, pode ser FATO que o aço de baixo carbono, mesmo com sua perda significativa, esteja sendo usado na fabricação dos nossos preciosos transformadores de força - quem sabe lá, os de saída ??

Para facilitar a comparação entre os materiais, eu compilei a tabela abaixo :

(https://s4.postimg.cc/7pb1dyh6l/a_o_baixo_C_compara.jpg) (https://postimg.cc/image/gkbvoh5yx/)

Note-se que a perda da lâmina de baixo carbono é sensivelmente maior do que a ferro-silício de grau mais inferior fabricado pela Aperam ( E230 ) SEM TRATAMENTO térmico, e que a perda da lâmina é fortemente influenciada pelo teor de carbono. Pelo menos uma liga seria competitiva com o ferro-silício ( Usicore 230 ) pois sua perda é apenas 25% superior ao E230; resta saber se a redução no custo do material ( que exige recozimento ) é vantajosa frente ao problema de lidar com uma perda maior no núcleo.

Com efeito, tomemos um transformador Schatz TF 200.A, de 200 VA. Esse transformador tem um aquecimento de 45º C acima da temperatura ambiente, e é um dos maiores que fabricamos ainda com núcleo GNO. O simulador indica que o aquecimento passa para 56º C ( +11º C ) com o aço Usicore 230; para o aço CSN 55700II, 58º C ( +13º C ) e para o Usicore 260, 60º C ( +15º C ). Com efeito, o transformador vai trabalhar bastante aquecido, necessitando isolantes de classe adequada e todo um reprojeto para manter a confiabilidade do produto - sem contar o aquecimento dos componentes vizinhos ao transformador, quando esse for montado. A título de curiosidade, vou cotar o preço desses aços para fazer um comparativo final.

Postagem tão profundamente esclarecedora merecia estar pinada.

Senhores, parabéns!

Com tanto conhecimento compartilhado, uma coisa que pensei que era simples, um monte de chapa de aço empilhada, virou uma verdadeira aula sobre transformadores e seus tipos de núcleos.

Como não fazia idéia dessa variedade de materiais para núcleo, fiquei com dúvida sobre os fios, sei que existe os de cobre e os de alumínio usados em motores vagabundos, digo isso por que dificilmente queimam sempre arrebentam no meio da bobina, existem variações para os fios de cobre também?

Sim, basicamente no tipo de esmalte e em sua espessura.

Quanto ao alumínio, não é necessariamente "coisa vagabunda". Se os fios forem corretamente dimensionados e a liga adequada for usada, os resultados são muito bons. Infelizmente não é o que acontece com frequência. O alumínio é menos dúctil que o cobre, então fabricar fios muito finos se torna complicado e a resistência mecânica fica comprometida. Também,  sua condutividade é 40 % menor que o cobre,  exigindo bitolas maiores. Em compensação,  é 3 vezes mais leve e custa menos de 50% que o cobre (ligas aquém do ideal custam até 70% menos).

Olá.

Como bem disse o colega Finck, fio de alumínio não significa material de baixa qualidade. O material é mais leve e mais barato do que o cobre, mas sua resistividade é maior, de forma que é necessário usar uma seção de fio maior para se obter a mesma resistência num enrolamento. Isso não parece ser problema em motores de indução, onde o uso de condutores de alumínio parece ser regra há bastante tempo. Entretanto, em transformadores de força e saída, um enrolamento de alumínio exigiria maior espaço de janela, o que levaria ao uso de uma lâmina de bitola maior para a mesma potência. A soldagem de condutores de alumínio é difícil, exigindo produtos especiais para se efetuar a estanhagem do alumínio e possibilitar sua soldagem aos cabos terminais, que são de cobre.

Os fios de cobre disponíveis no mercado são feitos de cobre eletrolítico, cerca de 99,95% de pureza, conforme os fabricantes. O material precisa ser extremamente puro, pois a presença de contaminantes não só aumenta significativamente a resistividade elétrica do material, como dificulta a trefilação do fio.

O que diferencia os fios esmaltados entre si, isso sim, é o esmalte isolante, hoje havendo havendo oferta de uma plêiade de tipos, cada um para uma aplicação e uma faixa de temperatura. E o poder de isolação dos esmaltes melhorou muito nos últimos 50 anos, digamos, possibilitando a fabricação de bobinados sem isolação entre camadas. Nos tempos do Martignoni, o esmalte isolante tinha um poder isolante muito limitado, suficiente apenas para isolar uma espira da outra, lado a lado. Em algum ponto do livro ( Transformadores ) é mencionado o valor de 50 V como o limite para a isolação do fio ( sujeito a confirmação ! ). Com um isolamento tão fraco, era mandatório isolar-se o enrolamento, camada a camada. Os esmaltes modernos permitem enrolar um bobinado para 220 V diretamente no carretel, sem isolação entre camadas ( embora nós continuemos a isolá-las... ). Não fosse dessa forma, não se teria transformadores de força ao preço que se vende nas lojas !

A Norma DIN-VDE 0550 é "a Norma" para transformadores elétricos de baixa potencia, tenho cópia original há mais de trinta anos.

Quem atende a 0550 atende todas as demais, inclusive a CSA, IEC-EN, UL etc.e tal.

Na seção 0550-3, exige-se isolamento compativel para cada 30Vac entre camadas adjacentes.

Quem segue a 0550 não se furta a fornecer especificações completas daquilo que produz, bem além das informações técnicas do tipo "feijão com arroz genérico" e do "consulte".

Foi seguindo a 0550 que consegui certificação CSA (Canadian Standard Association) para vários transformadores de potencia  8)

Enfim, sugiro fortemente a 0550. Além de tudo, economiza-se no blá, blá, blá de salda de aula  :D

http://www.atltransformers.co.uk/pages/standards.htm (http://www.atltransformers.co.uk/pages/standards.htm)

Transformer Safety Standards
Transformer Standards EN61558-1
The old VDE 0550 and VDE 0551 transformer standards do not exist anymore. The previous EN 60742 (VDE 0551) transformer standards is outdated now also.

The up-to-date standards for transformers are now BS EN 61558 IEC 61558 (VDE 0570). Part 1 of the standard explains general requirements and tests. Part 2 lists special transformer types like safety isolating transformers (part 2-6) or SMPS transformers (part2-17) a separate standard, which still has a connection to part 1, for general requirements.

Apenas um adendo: hoje a indústria brasileira de condutores de cobre em geral vem adotando o uso do cobre "refinado" (reciclado com uso de um processo bem mais simples que o eletrolítico, que consegue manter constantes 98% de pureza e 96% IACS). Bem mais barato. De novo, isso não é necessariamente ruim, desde que padrões normatizados de resistência elétrica máxima sejam respeitados. Então,  de um tempo para cá,  fios esmaltados (ao menos as bitolas maiores) podem ter ficado mais grossos (não posso afirmar que marcas de esmaltados já adotaram esse material, mas a tendência é real, não se dêem ao trabalho de perguntar porque todos vão negar).

IACS é uma associação internacional de produtores de cobre, que criou um padrão para indicar a condutividade de diversos metais e ligas usadas na fabricação de condutores, sempre comparando com o cobre eletrolítico, que seria o "100%". Um metal com menos de 100% IACS tem condutividade pior que o cobre eletrolítico. Prata tem "cento e alguma coisa". Alumínio para condutores elétricos é 60% IACS.

Sobre o uso de alumínio em pequenos transformadores, não vejo boa viabilidade econômica, pelos motivos técnicos que o A.Sim mencionou. Mas em grandes transformadores industriais (como os usados em subestações e cabines primárias) o uso de alumínio é uma realidade há anos.

Olá, Finck :

Excelente contribuição. IACS significa International Annealed Copper Standard, adotado pela IEC em 1913. É composto por um fio de cobre recozido com 1,0 m de comprimento e seção transfversal de 1,0 mm² tendo a resistência de 0,17421 ohms a 20º C e, por consequencia, uma resistividade de 0,17421 x 10^-8 ohm-m representando 100% IACS ( Laughton, M. A., Warne, D. F. "Electrical Engineer's Reference Book 16a edição, pág 5-3 ). Permita-me comentar que a condutividade do cobre é fortemente influenciada pela presença de impurezas. Vejamos a imagem abaixo, da mesma referência :

(https://s2.postimg.cc/q31nk9l1l/Capturar.jpg) (https://postimg.cc/image/vr7yb5pdx/)


As impurezas mais danosas à resistividade do cobre são o fósforo, o arsênico, o antimônio e o níquel, que são ditos "comumente encontrados no cobre". Tomando-se o mais "bonzinho" ( níquel ) como referência, 0,3% desse contaminante faz com que a resistência do cobre aumente quase 20% em relação ao cobre puro.

Assim, um teor de 2% de impurezas parece meio exagerado. O valor é esse mesmo ?

No processo de "refino" da sucata as empresas de reprocessamento apenas conseguem separar contaminantes muito óbvios, como metais ferrosos e materiais isolantes. Parte da sucata processada contém estanho e já é oriunda de processos de refino anteriores. Isso explica o motivo da pureza menor.

A sucata já previamente limpa (para isso usam-se processos diversos, começando com moagem e separação por gravidade, depois por magnetismo, depois decantação em meio líquido) é então derretida em forno de indução e retira-se alguma escória. A sucata refinada, que a esta altura está o mais "limpa" possível (mas com pureza abaixo do metal eletrolítico) é então transformada em vergalhão e volta a abastecer o mercado.

Você está correto sobre a questão da influência das impurezas, mas, falando em termos bem leigos (não sou químico nem metalurgista), o gráfico reflete a influência da dispersão de impurezas em nível "molecular" (posso estar cometendo algum crime químico). As impurezas do cobre refinado são mais "metalúrgicas" (podemos fazer uma analogia com uma mistura de água e areia, a areia não afeta quimicamente a água, mas não tem como negar que ela está na composição da mistura).

Três aspectos interessantes, técnicos e econômicos sobre este estória:

1) Ao contrário do vergalhão de cobre reciclado porcamente que se via há alguns anos, o vergalhão refinado tem constância em sua composição (claro que pode variar de um lote para outro, dependendo da qualidade da sucata que o originou). Isso significa que o vergalhão não terá pontos de contaminação mais ou menos intensa ao longo de sua extensão. O fabricante de condutor torna-se capaz de prever o resultado final e ajustar seu processo para compensar a composição (ou seja, "engrossa" o condutor para manter a resistência máxima especificada).

2) Normas ICEA e ASTM (americanas) baseiam-se mais em dimensional e menos em resistência máxima, ao contrário da ABNT (brasileira) e IEC (internacional/europeia). Ou seja, as duas primeiras não estão preparadas para contornar o uso de metal com pureza abaixo da eletrolítica. Como fabricantes de fios esmaltados normalmente se baseiam nas normas americanas (até por conta da tradicional adoção da escala AWG), eventuais fabricantes picaretas podem deixar de compensar a pureza mais baixa do metal e mesmo assim alegar atendimento à norma.

3) Há alguma limitação de uso no cobre refinado com relação ao diâmetro mínimo possível de ser trefilado, por que ele não tem a mesma ductibilidade do cobre eletrolítico. Até agora nunca vi nada abaixo de 0,1 mm.

4) O grande truque do barateamento está na cadeia de impostos, na maneira como eles incidem nas etapas de logística (não vou entrar em detalhes para não fugir ao tópico, a estória é longa, triste e complicada, como tudo relacionado ao tema em nosso país...) e não no processo de reciclagem em si.



 

Pois é...

No caso de fios com isolamento plástico, o fabricante poderia ajustar a bitola do fio ou dos fios que compõe o cabo para corrigir a resistência por metro e compensar na espessura do isolamento. Mas no caso do fio esmaltado, que é vendido pela bitola AWG ou métrica, não vejo como resolver a questão. Ao aumentar o diâmetro, o fabricante muda a bitola do fio, pura e simplesmente. E, para isso, precisa alterar a fieira, a qual não sei se permite tal tipo de "ajuste". Veja que uma contaminação de 0,3% de níquel, a mais "boazinha", aumenta a resistência do cobre em 20%. Isso dá quase uma bitola de fio a menos, já que, em média, elas diferem entre si de aproximadamente 30% na resistência por metro. Se a contaminação for por estanho, o aumento na resistência é ainda maior, veja o gráfico. Nós controlamos a resistência dos fios que adquirimos e eles concordam com os valores típicos tabelados. Parece-me que o fabricante precisa ser muito pé-de-chinelo para usar o tal cobre refinado nos seus produtos; um consumidor de fio esmaltado iria reclamar do material não-conforme.

Embora haja, neste mundo, produtos bons e produtos ruins. E consumidores para produtos ruins.

Quanto à presença de contaminantes no cobre, cada impureza se solubiliza no metal principal conforme a sua natureza. Há elementos que se solubilizam mais, outros menos. Aquilo que não solubiliza, precipita. É como dissolver açúcar na água para uns, ou álcool na água para outros. Em ambos os casos, a resistividade do cobre será alterada.

Para discutir em sala de aula: o produto ruim elimina o produto bom do mercado. Verdade ou mentira ? Até que ponto ?

A Norma VDE 0550 existe sim, custa por volta de R$ 40,00 e pode ser comprada em:

https://www.vde-verlag.de/standards/0550002/din-vde-0550-3-vde-0550-3-1969-12.html (https://www.vde-verlag.de/standards/0550002/din-vde-0550-3-vde-0550-3-1969-12.html)

A Norma DIN 41300 também existe mas é mais cara, talvez uns R$ 400,00. Pode ser comprada em:

http://www.techstreet.com/standards/din-41300-1?product_id=1049136 (http://www.techstreet.com/standards/din-41300-1?product_id=1049136)

As atuais Normas vigentes na União Europeia que versam sobre "Low Voltage Devices", transformadores de baixa potencia inclusive, estão contidas na EN-61558.

A EN-61558 junto com as Normas IEC (International Electrotechnical Commission) formam a IEC-EN 61558, certamente a de maior aceitação global porque envolve os Estados Unidos e a União Européia.

As Normas VDE 0550 e DIN 41300 estão integralmente representadas dentro da IEC-EN 61558.

É por esse motivo que as indico claramente nas minhas fichas técnicas o atendimento a essas Normas:

http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/tf350.gif (http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/tf350.gif)

Foi atendendo, e superando, as exigencias dessas  Normas que consegui certificação CSA para fornecimento de kits de transformadores para uma empresa bastante exigente em termos de atendimento de Normas Técnicas:

https://www.youtube.com/watch?v=z3dX8jBwtq0 (https://www.youtube.com/watch?v=z3dX8jBwtq0)

Investir nesses documentos, e atender plenamente o que neles está contido, é o melhor atestado de qualidade que um profissional pode oferecer aos seus clientes e amigos. Vale a pena.

Já to imaginando um transformador feito com núcleo de ferro carbono e fio reciclados...  :'(

Infelizmente, 100% verdade. A coisa começa com algum espertalhão querendo se dar bem, compra insumos vagabundos (ou simplesmente economiza na construção) e vende produto acabado ruim como sendo "coisa de primeira". No segundo momento, o cara se vê com dificuldade para fechar pedidos e começa a repassar a "economia" para os clientes, baixando o preço. No terceiro momento, concorrentes sérios do indivíduo se veem obrigados a acompanhar seus  preços, para não perderem negócios. Finalmente, os sérios começam também a usar artifícios para evitar que seu lucro caia demais. Pronto, círculo vicioso instalado.

No caso do cobre, que citamos, fabricantes de fios e cabos de potência sérios tem realmente a possibilidade de ajustar seu processo, porque as normas dão a possibilidade de "engordar" os condutores e a resistência ôhmica máxima especificada para cada bitola/seção é até que bem folgada. Fabricantes menos sérios farão ajustes menos... sérios. E tem milhares de fabricantes "piratas" no Brasil, sobre esses é melhor nem comentar.

Quando o governo criou as certificações compulsórias para diversos tipos de condutores elétricos, era para ser uma coisa boa. Só que tudo que o governo brasileiro faz, faz mal feito, sem falar no "jeitinho brasileiro", de modo que a coisa desandou rapidamente. O Inmetro (na verdade, acreditadoras por ele homologadas) audita os fabricantes uma vez por ano, concede o "selo de qualidade" e vai embora. Se esse fabricante não for muito honesto, basta o auditor virar as costas que a coisa sai da linha... Para complicar, todo fabricante que tem o "selo do Inmetro" é visto pelo consumidor como tendo a mesma "qualidade".  A cereja do bolo vem na forma de "selos do Inmetro" falsificados...

No caso dos esmaltados talvez a coisa seja mais amena, porque os fabricantes mais tradicionais mantém contratos com grandes empresas que consomem seus produtos em OEM, então não podem vacilar. Mas se aparecer alguma empresa com pouco histórico... foge, Bino, é cilada.

Sobre a questão da "pureza x condutividade", como disse, não posso entrar em discussão técnica profunda sobre o "como funciona", não sou especialista no assunto. A única certeza que tenho é que realmente a condutividade não cai abaixo dos 96% mesmo com a "pureza" na casa dos 98% (segundo análises de laboratório). Tem uma outra coisa que esqueci, que afeta a condutividade: a têmpera do metal. Forçando a têmpera a ficar mais mole, a condutividade melhora um pouco. Como não é imposto limite mínimo de carga mecânica para a têmpera mole do cobre, pode estar aí uma parte da explicação (em teoria, condutores de cobre mole não são feitos para suportar tração elevada, para isso existem as têmperas mais duras).

Não será Schatz, disso podes ter certeza.

Vamos voltar ao tema "aço elétrico" ? Eu queria, agora, citar a resposta de um vendedor do ML ( transformadores muito bonitos, por sinal ) quanto ao material "ferro GO". Alguém perguntou " Qual a real necessidade de se usar grão orientado num transformador de força ?" e veio a resposta : " Usar GO em transformadores de força reduz seu tamanho mas fica com ruído de 60Hz. Eu prefiro usar GNO pra justamente não ter este problema. ".

Essa afirmação só confirma o resultado das nossas experiências com GO, mas eu gostaria de ouvir a opinião dos colegas quanto ao assunto. Alguém mais notou esse problema ?

A.Sim, achas que faria sentido pensar que o uso de aço com melhores propriedades magnéticas poderia levar o transformador a "copiar" (com maior facilidade), no secundário, ruídos existentes na rede?
Divagando:
Se isso fizer sentido, seria o caso de pensar que há limite superior e inferior para a a qualidade do núcleo em transformadores de força: não poderia ser ruim a ponto de sacrificar rendimento, nem bom a ponto de transferir "muito" ruído (ou seja, o próprio núcleo atuaria como um "filtro").

Eu não entendi a resposta do vendedor. Qual o problema de se ter "ruído" de 60Hz num transformador de força ? Mesmo porque ele funciona com a frequência de rede em 60Hz, então não seria ruído, mas a própria tensão/corrente alternada circulando nos enrolamentos (com GO ou GNO).

Pensei isso também,  mas daí achei que seria óbvio demais... Talvez o vendedor tenha colocado daquela forma para não "complicar" a explicação...

Eu acho que ele quis dizer que o amplificador terá esse ruído na forma audível caso seja usado transformador com chapas de GO.

Aproveitando o assunto, uma pergunta/dúvida: por que os transformadores de saída devem ser feitos com chapas de GO ao invés de GNO? Pelo tamanho, ou tem algo a mais?

Os transformadores de saída não "precisam" ser feitos com chapa GO ( ou não serão bons ). Quem disse isso ao colega ?

Não é que me disseram. É que sempre vejo anunciados os de saída com chapa de GO, então imaginei que era meio que uma regra.

Qualquer dia eu escrevo aquele paper que prometi já há anos, falando sobre o mito do GO em transformadores de saída. Num outro forum eu fiz uma relação entre expectativa de desempenho, expectativa de custo e qualidade de produto; vale a pena ler para ver onde o GO se qualifica.

Nós fabricamos transformadores de saída com GO, mas, francamente, EU ( ou melhor, o A.Sim ) não uso GO nos meus projetos. Eu prefiro direcionar o custo extra do núcleo rumo a um transformador GNO com resposta inferior menor, do que usar GO só por ser... GO !

Engatando no que escreveu o A.Sim, tenho que comentar que minha única experiência com um amplificador valvulado construído inteiro por mim, que foi o Baby Wonder, deu um resultado mais agradável  (para o MEU gosto, som mais cheio, saturado) com um transformador de saida que nem "de verdade" era (era um transformador de linha desses que se usa em som ambiente). GNO, enrolamentos não entrelaçados... Apenas remontei o núcleo para criar o "gap" e o menino está lá,  brilhando.

Em relação ao transformador correto para o projeto, o "errado" tem dimensões um pouco maiores (20%), o que, pelo pouco que entendo, influenciou positivamente os graves. Mas tem uma coisa que parece desafiar a lógica de tudo que li a respeito: os agudos, que deveriam ser sacrificados pelo enrolamento não entrelaçado, chegam até a ser exagerados.

Possivelmente, essas características que eu descrevi seriam péssimas num amplificador "hi fi". Mas num amplificador de guitarra acabaram sendo convenientes (de novo, para o meu gosto).

Talvez,  fórmulas consagradas (no caso, para a construção de transformadores de saída ) sejam muito mais importantes ao permitir replicar um certo resultado (exemplo, chegar próximo do timbre de um certo modelo "clássico") do que pelo fato de serem realmente "melhores". Penso até que há um certo "comportamento de manada", mas aí já seria filosofia pura...

Pois então, o ruído do GO que o vendedor se refere pode se manifestar de duas formas ( ambas já identificadas aqui na Schatz e de difícil solução ). Todas as duas são relacionadas ao uso de induções magnéticas muito acima do limite de operação linear do núcleo, que tanto para GO como GNO , situa-se em torno de 11500 G.

Como se sabe, o material GO apresenta perdas por histerese e por corrente parasita bastante inferiores ao material GNO. Isso faz com que o "pessoal" aproveite e dimensione transformadores de força usando induções de até 18000 G ( pasmem ! ). Com isso, o tamanho diminui, mas a corrente primária aumenta bastante e fica fortemente distorcida, com intenso conteúdo de 3a. harmônica que, na prática, representa uma corrente magnetizante com elevado valor de pico e baixo fator de forma. Com isso, duas coisas acontecem:

a) O ruído acústico aumenta, em função da maior vibração das lâminas e ferragens do transformador, exigindo uma montagem cuidadosa e uma impregnação "vigorosa". A solicitação mecânica no núcleo é imensa, devido ao elevado pico na corrente magnetizante, e qualquer pedacinho de aço que não esteja firmemente preso vibra.

b) A indução de tensões indesejáveis ( ronco ) de 60 Hz nos circuitos próximos aumenta, em função do aumento no campo disperso do transformador - que também se intensifica devido ao pico na corrente magnetizante. O campo disperso é às vezes tão intenso que faz vibrar partes de aço próximas ao transformador.

GO é uma boa solução para contornar o problema do aquecimento do transformador, especialmente quando a potência se torna elevada e a dissipação térmica começa a ficar difícil por conta do aumento na relação volume/área superficial. Todavia, é um material que deve ser usado com critério.

A.Sim, eu estava lendo agora há pouco uma matéria no Geofex onde o moço escreveu que é melhor usar um núcleo grande de "aço silício comum" (esse foi o termo exato, deduzo que seja o GNO) do que um pequeno de "aço especial de baixa perda" (GO, creio).

100% em linha com seus comentários e com o que eu notei na prática...

O ferro silício GO é o material de escolha na construção de transformadores de distribuição, a fim de aumentar o rendimento ( imagina a economia; o transformador ligado 24 h / dia, 365 dias / ano... ). Há esquemas de ligação do primário que minimizam o problema da 3a harmônica da corrente magnetizante em transformadores trifásicos. Mas nos pequenos transformadores usados em Eletrônica, é preciso levar em conta os efeitos que mencionei.

Mas o pior de tudo é ter gente achando que o uso de núcleo GO reduz o tamanho dos transformadores de saída, assim como o faz com os de força.

O fato é que se você pegar um transformador de saída com núcleo GNO e trocar por um núcleo GO, com as mesmas dimensões, a indutância vai subir e ficar acima do dobro do valor o que vai causar alterações no som obtido, alterações essas que podem ser para melhor ou para pior.

A mudança no núcleo, de GNO para GO, aproximadamente, dobra a indutância primária. Isso faz com que a frequência de corte inferior caia à metade, mas para potências até cerca de 25% da potência máxima. Para plena potência há pouca alteração, pois o ponto de saturação dos dois materiais é mais ou menos o mesmo. Há uma melhora aparente na resposta de graves ( e nenhuma piora na resposta do transformador ). Entretanto, como a resposta de graves exige potência ( devido à resposta deficiente das caixas / alto-falantes / ouvido humano na faixa de frequência mais baixa ), a melhoria pode resultar desapercebida, pois os sons graves nunca são " pequenos sinais "...

Olá.

O assunto do "ferro de baixo carbono" não foi esquecido...eu finalmente consegui as análises e em breve devo postar os resultados !

Enquanto isso, deixo aqui uma curva de magnetização DC que obtive agora à noite. A foto está ruim e a forma de onda, ruidosa, mas é interessante demais para deixar para depois !

(https://i.postimg.cc/kXKtj183/DSC08109.jpg) (https://postimg.cc/w7xvMk00)

O valor de pico da indução magnética ( eixo vertical ) é de 12000 G. Observa-se claramente a baixa permeabilidade inicial do núcleo, junto à origem.

Olá
Interessante. Qual o equipamento que você utilizou, acoplado ao osciloscópio, para obter essa curva? Seria interessante ter mais detalhes de como conseguir as características de um núcleo desconhecido.

 :)

Olá, Matec :

O processo é simples, mas só possível com o osciloscópio mostrado. Isso porque ele usa um TRC especial, que memoriza onde o feixe incide na tela. A curva é obtida através de sucessivas laços de histerese; ajustando-se o brilho da imagem consegue-se memorizar apenas as pontas do laço de histerese visto que ela são mais brilhantes do que o restante do traçado.

O traçado da curva de histerese foi obtido de forma clássica; uma bobina de teste padronizada com número de espiras conhecido; um integrador para obter a informação de fluxo magnético e um sensor de corrente para obter a informação da intensidade de campo magnético. Todos os lotes de lâminas que adquirimos são testados com esse método.

Faz um tempo, pensei em um método para obter essa curva com meu osciloscópio, utilizando alguns esquemas básicos de medidores, porém ficou apenas na simulação. Acabei por não  prosseguir com o experimento. Talvez mais para frente eu retome esse projeto.

 :tup

Olá.

Pois então, eu falei antes que iria retomar o assunto do "ferro de baixo carbono". Só que parece estar faltando uma informação importante, a qual não encontrei neste tópico e que "juro" que postei em algum lugar. Eu procurei no fórum inteiro e não achei o texto, então, vamos a ela.

Ali em 30/07/2017 nós estávamos falando sobre os aços de baixo carbono, vendidos como "aço elétrico" e utilizados pela indústria de motores. Naquela época, eu já havia ouvido falar que um material mais barato do que a lâmina de ferro-silício estaria sendo usado pela indústria de transformadores como meio de baratear o produto, mas eu ainda não tinha visto "ao vivo" o tal material.

Pois em Março de 2018 eu tive a necessidade de produzir uma fonte de alimentação para uso na fábrica ( aquela que fiz em um fim-de-semana http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=4852.msg189001#msg189001 (http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=4852.msg189001#msg189001)) e veio a genial ideia de usar o gabinete de um estabilizador para computador daqueles mais antigos, que teria o formato certinho para ser deixado em cima da mesa de testes. Então; numa visita ao Túnel do Descarte, lá na Escola, achei vários estabilizadores descartados inteirinhos e que, de quebra, vinham com um transformador cujo núcleo era suficiente para a fonte que eu me propunha a projetar.

Ao desmontar o estabilizador e limpar o transformador, observei que as lâminas eram.. recozidas ! Isso era bom demais; poderia aproveitar tudo inclusive as lâminas de ( alta ) qualidade do transformador , cuja furação para fixação já estava até pronta no gabinete. A Schatz, normalmente, não reaproveita lâminas, mas essas pareciam boas demais para serem jogadas fora. E, melhor ainda, o fabricante tinha posto pouco verniz, de forma que desmontar e limpar as lâminas foi bastante fácil. Em questão de horas, lá estava eu, feliz com meu pacote de lâminas recozidas reaproveitado, em mãos !

Próxima etapa; projetar e bobinar o transformador a ser usado na fonte. O núcleo serviu com folga, e o desenvolvimento do protótipo da fonte foi andando. Só que...

Durante o trabalho eu notei que o núcleo do transformador aquecia em vazio e, com o passar do tempo, isso começou a me deixar com a pulgas atrás da " ovelha ". O aquecimento era discreto, mas os transformadores Schatz não aquecem a vazio, a não ser que sejam realmente grandes ( lâmina 38 mm ou maior ) e aquele aquecimento não estava " normal " para o tamanho da peça. Assim, na primeira oportunidade, levei o transformador de volta à fábrica para medir a perda a vazio.

Não deu outra : a lâmina recuperada apresentou estonteantes 4,77 W/kg a 10.000 G, valor que contrasta com o valor médio de 1,60 W/kg da lâmina recozida. Com certeza, havia alguma coisa errada com a lâmina " recuperada ". Como em Março de 2018 nós ainda tínhamos alguma lâmina não-recozida em estoque, foi possível levantar a perda em função da indução magnética para três pacotes de lâminas de mesmas dimensões : não-recozida, recozida e recuperada. Os resultados seguem abaixo :

(https://i.postimg.cc/vmX5ZZ7v/Capturar.png) (https://postimages.org/)

Observa-se a leve vantagem da lâmina recozida sobre a não-recozida no tocante a perdas, e a grande diferença entre a perda da lâmina recuperada em relação à lâmina de ferro-silício tradicional. Seria essa lâmina recuperada a tal lâmina de baixo carbono, cuja existência tinha sido discutida aqui alguns meses antes ??

Para fundamentar a conclusão de que a lâmina recuperada era de aço baixo carbono, eu pedi ao laboratório de Química da Escola que analisasse uma lâmina recuperada e determinasse o seu teor de carbono. Para aproveitar a viagem, encaminhei uma segunda lâmina, guardada de um transformador de força antigo, provavelmente da década de 1960, que nos fora enviado para rebobinagem em algum momento anterior. A composição do Fe-Si que utilizamos é conhecida, fornecida pela Aperam. A tabela abaixo apresenta os teores das impurezas nas três lâminas :

(https://i.postimg.cc/8PDRqmKq/Capturar.png) (https://postimages.org/)

Conclusão : a lâmina recuperada não é Fe-Si, pois o teor de silício é mínimo ( 0,07 % ). Ela tem um teor de carbono muito acima da lâmina Fe-Si e deve estar classificada com aço 1006 ( com teor de carbono até 0,06 % ). Observe-se que a composição da lâmina " antiga " também não é muito boa; é aço 1006 com um pouco mais de silício. Para aqueles que acreditam piamente que os antigos utilizavam materiais melhores que os atuais, fica o aviso : cuidado com as lâminas antigas !

Por fim, não é fácil identificar uma lâmina de aço baixo carbono, pois a aparência engana facilmente o observador desavisado :

(https://i.postimg.cc/76382j6X/DSC08111.jpg) (https://postimg.cc/VrkVyGXb)

À esquerda, a lâmina recuperada e à direita, uma lâmina Fe-Si recozida. Ambas apresentam as iridescências próprias do recozimento ( sim ! aço baixo carbono só se usa recozido ! ).

Pelo menos, uma característica física pode ser facilmente avaliada : a lâmina de aço baixo carbono é mais espessa do que a lâmina Fe-Si, tendo sido medida uma espessura de 0,61 mm para a primeira, contra os 0,50 mm de espessura que a lâmina Fe-Si normalmente tem.

E então ? Quem mais estará usando lâmina de baixo carbono por aí ??