Un transformador de metal amorfo ( AMT ) es un tipo de transformador de eficiencia energética que se encuentra en las redes eléctricas. [1] El núcleo magnético de este transformador está hecho con un metal amorfo ferromagnético . El material típico ( Metglas ) es una aleación de hierro con boro , silicio y fósforo en forma de láminas delgadas (por ejemplo, 25 µm) que se enfrían rápidamente a partir de la masa fundida. Estos materiales tienen alta susceptibilidad magnética , muy baja coercitividad y alta resistencia eléctrica.. La alta resistencia y las láminas delgadas conducen a bajas pérdidas por corrientes parásitas cuando se someten a campos magnéticos alternos. En el lado negativo, las aleaciones amorfas tienen una inducción de saturación más baja y, a menudo, una magnetoestricción más alta en comparación con el acero eléctrico de hierro-silicio cristalino convencional. [2]
Pérdida de núcleo y pérdida de cobre
En un transformador, la pérdida sin carga está dominada por la pérdida del núcleo . Con un núcleo amorfo, esto puede ser un 70-80% más bajo que con los materiales cristalinos tradicionales [ cita requerida ] . La pérdida bajo carga pesada está dominada por la resistencia de los devanados de cobre y, por lo tanto, se denomina pérdida de cobre. Aquí, la magnetización de menor saturación de los núcleos amorfos tiende a resultar en una menor eficiencia a plena carga. Usando más cobre y material de núcleo es posible compensar esto. Por lo tanto, los AMT de alta eficiencia pueden ser más eficientes con cargas bajas y altas, aunque con un tamaño mayor. El material del núcleo amorfo más caro, el manejo más difícil y la necesidad de más devanados de cobre hacen que un AMT sea más caro que un transformador tradicional [ cita requerida ] .
Aplicaciones
La principal aplicación de los AMT son los transformadores de distribución de red con una potencia de 50 a 1000 kVA aproximadamente. Estos transformadores generalmente funcionan las 24 horas del día y con un factor de carga bajo (carga promedio dividida por la carga nominal). La pérdida sin carga de estos transformadores constituye una parte significativa de la pérdida de toda la red de distribución. El hierro amorfo también se usa en motores eléctricos especializados que operan a altas frecuencias de quizás 350 Hz o más. [3]
Ventajas y desventajas
Los transformadores más eficientes conducen a una reducción de los requisitos de generación y, al utilizar energía eléctrica generada a partir de combustibles fósiles , menos emisiones de CO 2 . Esta tecnología ha sido ampliamente adoptada por grandes países en desarrollo como China [4] e India [5] donde el costo de la mano de obra es bajo. Los AMT son de hecho más laboriosos que los transformadores de distribución convencionales, una razón que explica una adopción muy baja en el mercado europeo comparable (por tamaño). Estos dos países pueden potencialmente ahorrar entre 25 y 30 TWh de electricidad al año, eliminar la inversión en generación de 6 a 8 GW y reducir entre 20 y 30 millones de toneladas de emisiones de CO 2 al utilizar plenamente esta tecnología. [6]
notas y referencias
- ^ Kennedy, Barry (1998), Transformadores energéticamente eficientes, McGraw-Hill
- ↑ K.Inagaki, M. Kuwabara et. Al., Hitachi Review 60 (2011) no. 5 pp250, http://www.hitachi.com/rev/archive/2011/__icsFiles/afieldfile/2011/09/06/2011_05_113.pdf [ enlace muerto permanente ]
- ^ "Comprender los conceptos básicos de los motores de hierro amorfo" . machinedesign.com.
- ^ “Nota del SPC sobre la reducción de pérdidas de la red de T&D y el plan de ahorro de energía” Sección de Transporte y Energía del SPC, Documento # 123, 1997 (en chino).
- ^ BSK Naidu, "Transformadores de metal amorfo: desarrollos de nuevas tecnologías", discurso de apertura, seminario de CBIP-AlliedSignal (India), abril de 1999.
- ^ Li, Jerry (2011), Revisión y el futuro de los transformadores de metal amorfo en Asia: una breve actualización de la industria, AEPN. Disponible en Researchgate o en la página personal del autor.