Eficiência Produtiva nos diferentes tipos de núcleo: como nossa experiência nos conduz?

Como de costume, falarei sobre uma dúvida muito comum aos projetistas de transformadores – Sejam nossos clientes ou não: Qual o melhor tipo de núcleo para meu projeto?

Dessa forma, vou me atentar a responder os questionamentos referentes aos núcleos empilhados e, em um tópico futuro, abordarei sobre os modelos enrolados, listando suas vantagens e desvantagens em diferentes perspectivas.

Vou ponderar entre as diferentes técnicas construtivas de núcleos e no final criarei uma análise que deve ser levada em conta pelos projetistas para definição de suas escolhas.

Quando o assunto é o tipo de corte muitas dúvidas passam pela cabeça e, entre elas, podemos destacar três das mais comuns:

  1. Qual o corte é mais eficiente no processamento?
  2. Qual corte é mais eficiente na montagem?
  3. Qual corte possui maior eficiência magnética?

 

EFICIÊNCIA NO PROCESSAMENTO

Para responder  esta pergunta temos que analisar os seguintes pontos:

  • Quantidade de cortes
  • Setup do maquinário

Observe as duas figuras abaixo:

Figura A:

Figura B:

  1. Se observarmos a figura A podemos identificar que apesar de possuir um corte mais simples, a quantidade de cortes necessários para execução deste tipo de núcleo é ligeiramente maior devido a possuir mais peças, o que não ocorre em nossa figura B.
  2. Se observarmos a figura B, podemos identificar que ele possui uma ligeira complexidade em termos de setup se comparado a figura A.

 

Conclusão

O que podemos concluir em relação ao corte é que quanto mais peças tivermos maior será o tempo de processamento das chapas. Mas também temos que ponderar se a diminuição da quantidade de cortes não irá trazer maior complexidade de setup com diferentes formatos e maior tempo de configuração.

Ao final o tempo de setup de máquina e tempo de processamento de chapas devem ser cruzados para sabermos qual tem maior vantagem.

Para o caso que analisamos a figura B tem maior tempo de setup de máquina mas menor tempo de processamento, tendo maior vantagem que o modelo da figura A.

 

EFICIÊNCIA NA MONTAGEM

Para responder a esta pergunta (eficiência na montagem) temos que analisar os seguintes pontos:

  • Quantidade de cortes (peças para uma montagem)
  • Quantidade de degraus (a famosa escada criada para formar a geometria circular da coluna)
  • Quantidade de chapas por montagem.

Observando as mesmas figuras:

Figura A:

Figura B:

 

1) Se observarmos a figura A podemos facilmente identificar que existe uma maior quantidade de cortes, que exige do montador maior tempo para o posicionamento das chapas que formam o núcleo.

2) Para ambos os casos podemos aumentar o tempo de montagem ou diminuí-lo colocando mais ou menos degraus no núcleo, criando assim um processo mais eficiente em termos magnéticos, porém mais demorado de montar ou então menos eficiente em termos magnéticos porém com uma montagem bem mais rápida.

 

As figuras a seguir mostra o que seriam os degraus, para identificarmos melhor este ponto.

3) A quantidade de chapas na montagem de cada degrau também influencia diretamente na eficiência magnética do núcleo, com isso temos novamente o mesmo ponto a ser analisado, ou seja, podemos criar um núcleo mais eficiente com uma montagem de 1 em 1 chapa, ou ir diminuindo sua eficiência, porem ao mesmo tempo acelerando o processo de montagem, montando de 2 em 2, 3 em 3 ou 4 em 4 chapas

 

 

 

 

 

 

Conclusão

Para a análise da eficiência na montagem ou construção dos núcleos, o tipo de corte das chapas influencia diretamente no ponto 1, os demais pontos analisados como quantidade de degraus e quantidade de chapas por montagem terão influência sobre todos os modelos independentemente do tipo de corte.

 

EFICIÊNCIA MAGNÉTICA

A eficiência magnética está ligada ao processo fabril (como vimos nos pontos anteriores) porém diretamente ligada a qualidade do material empregado na construção do núcleo, sendo que atualmente possuímos dois modelos:

 

1) Chapas GO (GRÃOS ORIENTADOS): possuem uma maior permeabilidade magnética gerando uma resposta melhor em termos de eficiência, porém com um custo um pouco mais elevado.

2) Chapas GNO (GRÃOS NÃO ORIENTADOS): esta possui uma resposta magnética inferior porém tem ganho muito mercado devido a sua resposta magnética ter melhorado muito com os anos. Seu custo é bem inferior se comparado as chapas GO.

 

Conclusão

O emprego do material para ganhos de eficiência é um resultado do balanceamento da quantidade dele como sua qualidade, ou seja, um material mais nobre com uma permeabilidade magnética melhor requer menos quantidade para o mesmo efeito.

Mas a grande questão na decisão do uso do material é o preço, se a empresa conseguir um bom preço de custo em uma chapa de resposta inferior, pode ainda assim atingir o mesmo resultado a um custo bem menor, mesmo sendo o núcleo mais pesado.

O projetista deve sempre estar atento a este detalhe afinal de contas, nem sempre o material mais nobre é o melhor para o momento, deve ser observado em qual dele teremos mais vantagens em nosso projeto.

 

CONCLUSÃO FINAL

Conforme vimos neste artigo, o tipo de núcleo e os padrões de construção definidos para cada um deles, implica justamente em balancearmos a melhor eficiência em termos de projeto e produção. Não podemos nos concentrar em fazer um núcleo altamente eficiente no ponto de vista magnético porém com um alto tempo de fabricação ou custo. A melhor equação vai depender de cada fábrica! Cabe ao projetista conhecer sua fábrica e saber balancear estes pontos a fim de encontrar o projeto que seja mais eficiente em todas estas frentes.

No final o que se busca é criar o projeto eletricamente mais eficiente, com o menor tempo de montagem e o menor custo possível, tudo isso atendendo os requisitos do projeto.

Quando o projetista possuir pleno domínio destas variáveis, especialmente com as ferramentas adequadas (que demonstrem de forma simples, rápida e segura), certamente conseguirá criar projetos com os melhores resultados: espec!

 

Até a próxima.

Autor:

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

6 thoughts on “Eficiência Produtiva nos diferentes tipos de núcleo: como nossa experiência nos conduz?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *