Nel nucleo di un trasformatore, per minimizzare le perdite per correnti indotte e le perdite per isteresi, il nucleo è solitamente costruito con multiple lamine sottili di acciaio silicio. Queste lamine di acciaio silicio sono separate da un materiale isolante. Lo scopo è ridurre al massimo l'effetto delle correnti indotte all'interno del nucleo, riducendo così le perdite termiche e migliorando l'efficienza del trasformatore.
Materiale Isolante
Il materiale isolante utilizzato tra le lamine di acciaio silicio nel nucleo è solitamente una sottile carta o pellicola. Questi materiali hanno buone proprietà dielettriche e forniscono isolamento elettrico senza influire significativamente sul flusso magnetico. I materiali isolanti comunemente utilizzati includono:
Carta Speciale: come la carta kraft o carta isolante trattata in modo speciale, queste carte sono state elaborate per avere una buona resistenza dielettrica e meccanica.
Carta Impregnata di Resina: In alcuni casi, per migliorare le prestazioni di isolamento, la carta viene impregnata con resina per migliorarne la resistenza termica e la stabilità meccanica.
Pellicola di Poliestere (Pellicola di Tereftalato di Polietilene): come la pellicola PET, questo è un materiale isolante a pellicola comunemente utilizzato con ottime proprietà dielettriche e resistenza meccanica.
Pellicola di Polimide: Sebbene meno comune, la pellicola di polimide viene utilizzata per la sua eccellente resistenza termica e proprietà dielettriche, rendendola adatta per applicazioni ad alta temperatura.
Micace: Sebbene usata raramente, la micace possiede eccellenti proprietà dielettriche e resistenza termica, rendendola adatta per applicazioni ad alta tensione.
Caratteristiche Richieste
I materiali isolanti ideali dovrebbero possedere le seguenti caratteristiche:
Alta Resistenza Dielettrica: Capace di mantenere le proprietà di isolamento sotto alta tensione senza subire guasti.
Buona Stabilità Termica: Capace di rimanere stabile alle alte temperature generate durante l'operazione del trasformatore.
Stabilità Chimica: Resistente agli effetti dell'olio del trasformatore e di altri mezzi.
Resistenza Meccanica: Capace di resistere agli stress meccanici durante l'assemblaggio e l'operazione senza subire danni.
Scenari di Applicazione
Nei piccoli trasformatori, la selezione e la lavorazione dei materiali isolanti sono relativamente semplici; tuttavia, nei grandi trasformatori, a causa di potenze e tensioni più elevate, la scelta e il trattamento dei materiali isolanti diventano critici. Nei grandi trasformatori, non solo le lamine di acciaio silicio richiedono un trattamento di isolamento, ma anche gli avvolgimenti devono essere separati da materiali isolanti per prevenire cortocircuiti.
Riepilogo
Il materiale isolante tra le lamine di acciaio silicio nel nucleo di un trasformatore è principalmente utilizzato per ridurre le perdite per correnti indotte e migliorare l'efficienza complessiva del trasformatore. I materiali comuni includono carta speciale, carta impregnata di resina, pellicola di poliestere, pellicola di polimide, ecc. La scelta e il trattamento di questi materiali sono cruciali per le prestazioni del trasformatore.
