Introdução

Quando falamos sobre núcleo de transformadores o assunto é amplo e a conversa pode se tornar bem extensa, isso ocorre porque os fenômenos que ocorrem no núcleo do transformador trazem uma série de técnicas que podem melhorar algum deles, mas ao mesmo tempo tornar o processo de fabricação bem mais demorado. E, possivelmente, mais oneroso.

Já tratamos anteriormente sobre alguns assuntos relacionados ao núcleo aqui:

1. Quais são os tipos de núcleos enrolados?
2. Por que o núcleo do transformador deve ser projetado primeiro?
3. Eficiência Produtiva nos diferentes tipos de núcleo: como nossa experiência nos conduz?
4. Eficiência Produtiva nos diferentes tipos de núcleo: como nossa experiência nos conduz? Parte II

Mas o foco de hoje está relacionado a uma dúvida comum no aspecto da montagem do núcleo do transformador, mas que muitos não entendem ao certo sua real vantagem e eficiência que são os famosos steps que o núcleo pode ter.

Sobre o Step-Lap

Os steps são na verdade pequenas diferenças no comprimento dos cortes das chapas como pode ser vista nas imagens a seguir:

Os tipos de step lap podem ser: vertical, quando a trama e comprimento se diferenciam no sentido da altura do núcleo

Ou podem ser do tipo step lap horizontal, quando a trama ocorre no sentido da largura do núcleo:

O sentido do corte em si não é o ponto principal do post de hoje, mas sim a existência da técnica, pois muitos se perguntam por que projetistas criam núcleos com mais ou menos steps e qual a real vantagem que isso representa para o núcleo?

Como sabemos por ser um mercado com margens muito apertadas, projetistas focam sempre em aprimorar a performance e assim alcançar melhores resultados.

Esta técnica nasceu por existirem duas principais questões envolvidas no processo:

• Ruído já explicado seu efeito aqui: O ronco do transformador é normal?
• Perdas já explicado também nos links apresentados anteriormente.

Ruído

Em relação ao ruído a técnica de steps busca na verdade criar uma diferença na junção das chapas isso faz com que ao serem estressadas pelo fluxo magnético o ruído diminua em função da trama ser desencontrada, essa variação pode ser na ordem de até 15%.

Logicamente existem outros fatores que podem influenciar nisso como por exemplo o aperto das ferragens ou mesmo a própria montagem, mas a técnica de steps busca reduzir os níveis de ruído ao que estabelece a norma e pode ser a vantagem necessária para o projetista encaixar o projeto nos requisitos técnicos quando os índices do projeto estão no limite.

Perdas

Em relação as perdas o efeito do step vem de encontro à redução delas, acompanhado da quantidade de chapas por montagem que está diretamente ligado a este fator também, porém ao se analisar um núcleo com menos steps, podemos encontrar na junção das partes uma perda maior se compara a núcleos com mais steps.

Isso ocorre porque para seções muito grandes (vide figura A) de chapa temos uma corrente de Foucault ou (corrente parasita) muito maior e a ideia de diminuir as seções do pacote ou intercalar os cortes com uma maior quantidade de steps tende a “quebrar” esta corrente em frações muito menores e com isso diminuir o fator de perdas no núcleo (conforme figura B).

Conclusão

Toda e qualquer técnica que é criada para se buscar mais eficiência vem acompanhada de desafios a serem superados, em alguns casos o aumento da complexidade na montagem ou processamento da matéria-prima que tende a deixar o processo mais caro.

O ponto em questão é que diferentes técnicas que existem no mercado, são sempre contrabalanceadas com o processo onde o objetivo principal é sempre buscar a melhor performance ao menor custo possível, seja este de material ou custo de processo.

Usando como exemplo a técnica de steps, podemos encontrar variações que podem chegar a quantidades que variam entre 3 ou até mesmo 10 steps, onde aumentando os steps aumenta-se a performance, porém aumenta-se também a complexidade de processamento e montagem e onde diminuindo os steps diminuímos a performance, doutra forma, no sentido contrário, diminuímos também a complexidade de processamento e montagem.

As variações vão de encontro ao que o projetista busca ao seu projeto em cada momento, muitas vezes tendo que garantir performance, outras vezes exclusivamente o custo.

Isso responde a dúvida sobre as diferentes quantidades que podemos encontrar de steps e o que faz um projetista optar por mais ou menos steps é:

1. A capacidade produtiva (maquinário e mão de obra) versus o custo hora que trará ao projetista
2. A razão entre criar um núcleo mais complexo, porém mais eficiente
3. Ou um núcleo mais simples com menor performance.

A chave da questão estará sempre nas mãos do projetista que deve se cercar de ferramentas de apoio que auxiliem na tomada de decisão o mais rápido possível com segurança aos índices desejados ao projeto, afinal, qualquer minuto salvo seja em fase de projeto ou construção pode significar a diferença nos custos de um projeto vencedor!

Autor:

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