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Materiales más eficientes del transformador

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Proceso optimizado del laser para un mejor funcionamiento eléctrico y la fabricación eficiente.

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Casi cada dispositivo electrónico contiene un transformador. Un material importante usado en su construcción es acero eléctrico. Los investigadores han encontrado una manera de mejorar el funcionamiento del acero eléctrico y de fabricarlo más eficientemente, usando un proceso optimizado del laser.

Los transformadores convierten el voltaje estándar del enchufe de pared en las tensiones más bajas requeridas por los dispositivos electrónicos. Los transformadores similares pero más de gran alcance se utilizan en subestaciones de la electricidad para convertir los altos voltajes de la rejilla de la transmisión en la fuente de corriente ALTERNA estándar entregada a los hogares. Todos los transformadores tienen la misma estructura básica: un par de corazones de hierro, alrededor de los cuales los alambres de diversas longitudes se envuelven. Éstas son las bobinas del transformador, una cuyo genera un campo magnético oscilante, mientras que la otra convierte este campo magnético en un voltaje. Para reducir al mínimo la pérdida de energía se asoció a este proceso, los tipos especiales de aleación iron-silicon conocidos como acero eléctrico se utilizan para hacer la base. En su estado nativo, estas aleaciones tienen una estructura de grano orientado que determine sus características magnéticas.

De grano orientado significa que el material tiene una estructura cristalina en la cual cada cristal o grano se arregle en una orden periódica regular. ¿? Por las áreas seleccionadas de calefacción del material, es posible reducir el tamaño de los dominios con la misma orientación magnética, que alternadamente altera la estructura magnética del acero. ¿Esto da lugar a un desarrollo más bajo del calor y reduce así el material? ¿pérdida de histéresis de s? dice al Dr. Andreas Wetzig, que dirige el departamento de la ablación y del corte del laser en el instituto de Fraunhofer hacia la tecnología IWS del material y de la viga en Dresden, describiendo los cambios complejos que ocurren dentro del material. El proceso del laser de largo se ha establecido como el método preferido para este tipo de tratamiento térmico. Mientras que la hoja de acero, midiendo alrededor un metro en anchura, se mueve adelante a un índice de más de 100 metros por minuto, los recorridos de rayo láser enfocados en muy de alta velocidad (aproximadamente 200 metros por segundo) de lado a lado a través de la superficie del material a lo largo de las trayectorias espaciaron algunos milímetros aparte.

Control flexible del de rayo láser

El equipo de investigación Dresden-basado ha optimizado este proceso: ¿? ¿Hemos desarrollado los medios de desviar el de rayo láser que permite que adaptaa la distancia entre las trayectorias sea controlada fexiblemente y a diversos parámetros? informes Wetzig. Para hacer así pues, los investigadores hacen uso de los exploradores del galvanómetro. Estos dispositivos consisten en los espejos conducidos galvanómetro atados a un extremo, que se utiliza para desviar el de rayo láser. Esto aumenta la flexibilidad del proceso que trabaja a máquina y permite que sea adaptada a las condiciones específicas, tales como la calidad de la materia prima, y a diversas tarifas de producción. La puntería principal de esta investigación es facilitar la integración del laser que procesa en ambientes de producción existentes, para ahorrar tiempo y costes.

En otro esfuerzo para reducir pérdida de histéresis en acero eléctrico, los investigadores han comenzado recientemente el trabajo con un nuevo tipo de laser de estado sólido: el laser de la fibra. ¿? Los resultados que hemos obtenido hasta ahora son muy prometedores. ¿Este tipo de laser ofrece mejores características de la absorción del calor que los lasers tradicionales del CO2? dice Wetzig. Corta pérdida de histéresis por el hasta 15 por ciento, comparado con el 10 por ciento alcanzado normalmente hasta ahora. El proceso optimizado está siendo ejecutado actualmente por el primer cliente comercial.

Ahorros de la energía posibles del hasta 25 por ciento

Los expertos de IWS están trabajando actualmente en la etapa importante siguiente: el de ampliar los usos de su tecnología al acero eléctrico para los elementos del motor. Sin embargo, desemejante del acero del transformador, estos materiales no hacen que una estructura de grano orientado y por lo tanto posea diversas características magnéticas. ¿? ¿Esto significa que no podemos transferir nuestro proceso uno por sin la modificación? explica Wetzig. Las ventajas del laser que procesan en el caso del acero eléctrico no-grano-orientado varían según el punto de trabajo del motor o del motor específico. El punto de trabajo es el punto de la intersección entre la curva del esfuerzo de torsión y la curva rotatoria de la velocidad del sistema de impulsión y la máquina conducida. En máquinas de alto rendimiento tales como motores de vehículo, que se diseñan para funcionar en las altas velocidades rotatorias, la pérdida de energía se puede reducir por algunos puntos de porcentaje. En motores eléctricos del alto-esfuerzo de torsión tales como ésos usados para funcionar las bombas, la reducción en pérdida de energía puede ser tan alta como el veinticinco por ciento.