Afinal qual a eficiência dos canais nos enrolamentos?

Já postamos anteriormente as diferenças entre o uso do cobre ou alumínio nos enrolamentos, porém o tema de hoje é também uma dúvida muito frequente quando projetamos os enrolamentos e isso vale para quem reforma e também para quem fabrica.

Muitas vezes quando estamos projetando um transformador é comum criarmos o hábito de construir os enrolamentos utilizando canais. A mesma situação ocorre na reforma quando acabamos utilizando o mesmo padrão construtivo que encontramos quando abrimos o transformador.

Porém a grande questão é: A quantidade de canais é suficiente? Ou tem canais demais?

Todos sabemos que a principal necessidade de canal nos enrolamentos é promover a refrigeração necessária e com isso reduzir a temperatura dos enrolamentos, porém, para responder estas perguntas precisamos analisar os prós e contras dos canais em nosso projeto.

 

O que acontece ao adicionarmos canal em nosso projeto:

Prós:

  • Aumenta a superfície de dissipação dos enrolamentos
  • Diminui a temperatura dos enrolamentos

Contra:

  • Aumenta a impedância
  • Aumenta a resistência/perdas em carga
  • Aumenta o custo

 

O que acontece então se retirarmos canais? O efeito é o oposto:

Prós:

  • Diminui a impedância
  • Diminui a resistência/perdas em carga
  • Diminui o custo

Contra:

  • Diminui a superfície de dissipação dos enrolamentos
  • Aumenta a temperatura dos enrolamentos

Antes de responder as perguntas vamos ver abaixo o quadro de um enrolamento com a sua temperatura e os respectivos resultados:

 

Sem canal

  1. Temperatura elevada!
  2. Perdas em carga na faixa de 2.885 W
  3. Peso de 209,15 Kg.

 

Com um canal parcial

  1. Temperatura ainda elevada!
  2. Perdas em carga na faixa de 2.903 W
  3. Peso de 210,47 Kg.

 

Com um canal inteiro + um canal parcial

  1. Temperatura Ok!
  2. Perdas em carga na faixa de 2.940 W
  3. Peso de 213,11 Kg.

 

A quantidade de canais é suficiente?

Logicamente que quanto mais canais colocarmos maior será a superfície de dissipação e com isso teremos uma diminuição da temperatura, mas fique atento porque essa diminuição não é linear!

 

Será que tem canais demais?

Bem, para responder isso devemos saber que adicionar canal não é uma técnica exponencial onde quanto mais canais adicionamos menor será a temperatura, porque dado um determinado momento acabamos criando mais resistência no enrolamento do que a eficiência que o canal promove e com isso aumentando a temperatura novamente. Por isso nem sempre ter mais canais significa ser mais eficiente. Os canais devem ser adicionados até o ponto de balanço onde conseguimos reduzir a temperatura para os níveis desejáveis, mas sem interferir muito nas demais variantes do projeto.

 

Será que meu projeto necessita mesmo de canal?

Como a aplicação de canal é justamente contornar problemas de temperatura, precisamos antes de mais nada saber a temperatura atual projetada, para entender a necessidade de utilização de canal ou não. Simplesmente colocar canal por colocar sem saber se isso está de fato reduzindo a temperatura do enrolamento e se é que era necessário reduzir, muitas vezes pode jogar contra encarecendo o projeto por nem mesmo haver necessidade de aplicação dos canais.

 

Conclusão

Como podemos observar existem outras variáveis durante a construção dos enrolamentos e simplesmente tomar uma decisão baseada no que deduzimos como correto por copiar um projeto anterior ou por padronizar algo sem antes nos certificarmos dos resultados, podem justamente nos levar a resultados desastrosos do ponto de vista financeiro ou mesmo causar problemas de reprovação do equipamento.

O grande ponto aqui é que técnicas como copiar o projeto anterior, criar um padrão de confecção de enrolamentos com canais pré-determinados não funciona sempre. O que funciona mesmo é calcular individualmente cada equipamento e então entender a necessidade de uso de canal ou não e tudo isso sem esquecer de balancear os resultados elétricos obtidos com o melhor custo. Por tanto lembre-se que eficiência tem que estar sempre alinhada a três pilares: o melhor resultado  elétrico, o melhor custo e o menor tempo de fabricação.

 

Até a próxima!

Autor:

  • William  Prange Theobald
  • Diretor Operacional da ILTECH com 10 anos de experiência em desenvolvimento de soluções voltadas para a área de Engenharia

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