Qual a razão de alguns transformadores terem perdas adicionais tão altas?

Olá, hoje o tema que abordaremos é uma dúvida que chegou a nós por e-mail (Rosangela Souza), sobre algo muito comum de vermos tanto na reforma quanto na fabricação: Perdas adicionais.

Explicaremos hoje aqui no blog a razão de alguns equipamentos apresentarem perdas tão altas.

Afinal o que são as perdas adicionais?

Antes de prosseguirmos com as explicações, temos que entender primeiramente o que são as perdas adicionais e suas origens.

Perdas adicionais são todas as perdas extras encontradas além do projetado.

Para simplificar abaixo segue a imagem de um equipamento projetado onde temos as perdas calculadas e as perdas adicionais.

O projetista que esteja calculando um transformador para a reforma ou fabricação, deve sempre estar atento nos índices de perdas adicionais e perdas totais, justamente para não ultrapassar os limites estipulados para o projeto.

As perdas adicionais partem dos processos de transformação que ocorrem no transformador, através dos fenômenos elétricos envolvidos.

Como toda transformação tem perdas, estas perdas são medidas de duas maneiras: a primeira é a perda calculada que é a perda ideal que o projeto deveria ter e a segunda são as perdas adicionais provenientes de materiais e processos.

Em um transformador temos as perdas em vazio e as perdas em carga.

As perdas em vazio são as perdas que ocorrem no núcleo, ou seja, estando o transformador fornecendo energia ou não, somente pelo fato de estar ligado na rede já consome energia.

Já as perdas em carga são aquelas que ocorrem em regime de funcionamento, ou seja, quando o transformador está fornecendo energia para as cargas nele ligadas.

A origem das perdas adicionais

Agora que já sabemos quais as perdas envolvidas no transformador, vamos dar ênfase a dúvida que chegou até nós que é justamente o motivo pelo qual alguns equipamentos apresentam índices de perdas adicionais tão expressivas.

Para responder a dúvida dividiremos em dois tópicos:

Núcleo

Quando o projetista se depara com perdas adicionais muito expressivas isso está atrelado a dois fatores, o primeiro é a qualidade do material (chapa magnética) utilizada no projeto, que ser for um equipamento de reforma muito antigo, pode apresentar índices bem altos já que na época as tecnologias não eram tão desenvolvidas como atualmente.

O segundo ponto é o processo de montagem, já falamos aqui no blog sobre a eficiência dos tipos de corte das chapas que influencia diretamente na performance do equipamento, como também a mão-de-obra no processo de montagem, onde apertar mais ou menos o núcleo muda estes índices também.

Para equipamentos antigos que estão sendo reformados, em virtude de todas estas variáveis não temos muito o que fazer, a não ser tentar trabalhar um pouco a indução para minimizar estes índices.

Já para equipamentos que serão fabricados, a dica é estudar bem o material que está sendo empregado na construção do núcleo, para ter certeza que estamos trabalhando com um bom custo/benefício, já que utilizar um material de qualidade duvidosa pode colocar em risco todo o nosso projeto.   

Enrolamentos

Nos enrolamentos a situação que temos é semelhante, no entanto a qualidade do material não difere muito entre os fabricantes, é sim um ponto que temos que estar atento, no entanto sua principal referência quanto as perdas adicionais estão atrelada a construção de nossa bobina, principalmente no que diz respeito a temperatura.

Quando estamos criando um projeto seja ele de reforma ou fabricação, temos que estar a todo tempo monitorando a temperatura do enrolamento, porque toda a perda existente aqui é transformada em calor, e quanto maior for também maior serão as perdas adicionais.

Como a imagem acima mostra, aqui podemos identificar o efeito de temperatura, minimizado pela adição de canais em nossa bobina.

Isso não significa que não teremos perdas adicionais se abaixarmos o máximo a temperatura.

As perdas adicionais que ocorrem nos enrolamentos sempre existirão, já que o processo de montagem também pode influenciar muito os resultados, tracionar mais o fio ou tracionar menos, apertar mais o enrolamento ou apertar menos, ou seja todo o processo de montagem/fabricação do enrolamento também influencia diretamente nos resultados das perdas adicionais.

Conclusão

Como sempre dizemos aqui no blog, trabalhar sem uma ferramenta de apoio é tentar ganhar a guerra sem armas!

Então o que o projetista deve ter sempre em mente é que o primeiro passo para contornar tais problemas é poder contar com a tecnologia necessária que lhe faça enxergar os resultados de seu projeto com antecedência.

Como as perdas adicionais podem variar muito de fábrica para fábrica, o ponto central das decisões de se trabalhar com índices mais justos ou mais folgados são sempre do projetista, afinal é ele quem conhece a fábrica na palma da mão e sabe onde pode apertar ou onde tem que trabalhar com uma folga maior para atingir seus resultados com segurança.

É a experiencia do projetista que sempre dirá como um equipamento deve ser projetado para atender todos os requisitos funcionais que se espera dele e manter a fábrica produzindo e operando com um bom lucro e segurança!

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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