Schatz Transformadores para Valvulados

Alexandre Simionovski

Forista Registrado(a)
Registro
26/11/15
Mensagens
11
Aprovações
5
Pontos
3
#1
Boa noite a todos. A Schatz Transformadores vem apresentar seus produtos - Transformadores de áudio e força para amplificadores valvulados. Será um prazer atender as consultas formuladas através deste forum, ou feitas diretamente ao atendimento da Schatz.
 

Alexandre Simionovski

Forista Registrado(a)
Registro
26/11/15
Mensagens
11
Aprovações
5
Pontos
3
#2
"O que o núcleo de grão orientado pode fazer por você ??? "

Há algum tempo atrás, eu iniciei uma série de textos nos quais buscava explicar o que representa utilizar núcleo de grão orientado nos transformadores de saída de som. A série foi interrompida e faltou a conclusão, mas... antes tarde do que nunca. Na sequência, os textos originais; acréscimos virão em seguida. Aos colegas, por favor, fiquem à vontade para perguntarem sobre o assunto.

Tudo começou com a pergunta :

"A menor perda do ferro-silício GO leva à construção de um transformador de saída com menores perdas em relação ào material GNO".
Um dos motivos de perdas menores é que com nucleo GO é possivel o uso de um numero menor de espiras em relação a um nucleo NGO, levando em conta o mesmo rendimento em baixas frequencias? Resumindo, o calculo ideal para um transformador com nucleo GO será diferente do que um com nucleo NGO?

Olá.

A potência dissipada como perda no núcleo advém de dois mecanismos : as perdas por histerese e as perdas por correntes parasitas. Como resultado dessas perdas, o núcleo aquece quando submetido ao fluxo magnético alternado produzido pelo enrolamento primário. Essas perdas são independentes do fato do transformador ter carga ligada ao secundário e por isso, são geralmente medidas com o transformador em vazio.

As perdas por histerese podem ser estimadas através da fórmula de Steinmetz, que mostra que a perda por histerese depende:

a) diretamente da frequência;
b) do valor da indução máxima elevada a 1,6 ( B < 1 T ) ou elevada ao quadrado ( B > 1 T );
c) do coeficiente de Steimentz u ( mu ) que varia para cada material considerado.

Observa-se, assim, que a perda por histerese é fortemente dependente do valor máximo de B que se emprega no projeto.
A perda por corrente parasita, por outro lado, depende de B, da frequência e da espessura da lâmina, cada um ao quadrado, bem como da resistividade do material entre outros parâmetros.

O material ferro GO é, basicamente, o mesmo aço usado como ferro GNO...só que sofre um processo de laminação a frio e um tratamento térmico que provocam a orientação dos domínios magnéticos no sentido da laminação. Dessa forma, torna-se mais fácil magnetizar uma lâmina de ferro GO do que uma GNO, desde que o fluxo magnético seja direcionado no sentido em que os domínios foram orientados. Essa maior facilidade em magnetizar o material faz com que o coeficiente de Steinmetz do ferro GO seja menor do que o ferro GNO de forma que a perda por histerese é menor.

A espessura da lâmina GO é menor do que a lâmina GNO - (0,35) 0,27 mm contra 0,5 mm - de forma que o material GO é mais vantajoso nesse aspecto, também. Vale entretanto, notar que o tão apregoado material GNO M19 é fornecido na espessura 0,35 mm...o que sempre me fez ficar com a pulga atrás da " ovelha ". Nós temos como caracterizar se o material é GO ou GNO, mesmo que ele venha disfarçado. A concorrência, por outro lado, pode estar comprando gato por lebre, ou, pior, VENDENDO transformador com lâmina M19 como se fosse GO, pois elas só podem ser identificadas por quem conhece o material, ou por quem, como nós, faz análise cristalográfica do material ( o nome é pomposo, mas o teste é fácil de fazer )...

Vale contar uma história : no início, quando a Schatz " ainda não era a Schatz ", recebíamos material de diversos fornecedores que nem sabiam exatamente o que estavam vendendo. É dessa época que temos o controle de qualidade do ferro que usamos, onde medimos a indução máxima, o laço de histerese e as perdas do ferro. Nunca encontramos material fora da especificação esperada, mas o medo de receber ferro M19 por ferro GO sempre foi grande. Por fim, passamos a adquirir chapas de um único fornecedor, que garante a qualidade do material fornecido, mas o controle de qualidade foi mantido até hoje. Quando há uns dez anos o fornecedor de chapa bruta melhorou o processo e passou a entregar chapas com perdas menores, nós enviamos um email ao fornecedor acusando que tínhamos recebido ferro GNO com perdas menores que as de costume, que as lâminas estavam " melhores " e perguntando se haviam mandado material errado...

Bom, o que tudo isso tem a ver com os transformadores de saída ? Vamos, primeiro, aos transformadores de força.

Um transformador de força tem o seu primário ligado a uma fonte AC de tensão e frequência fixas. Por razões econômicas - para o transformador ficar menor, mais leve e mais barato - fixa-se o valor de Bmax num valor onde a perda no ferro não seja exagerada. Para lâmina GNO, o valor escolhido fica entre 1T e 1,2 T, bem no joelho da curva de magnetização, ou seja, do ponto de saturação do material. Nessa faixa de valores, a perda por histerese já aumenta com o quadrado de B ! Não dá para passar muito de 1,2 T sem que o núcleo aqueça demais. Veja que ele aquece "sozinho", sem carga no secundário, pois nem entramos nas perdas do cobre, ainda...

Por que o valor de Bmax determina o tamanho do transformador ? Porque ele determina o parâmetro espiras/volt dos enrolamento, junto com a seção do núcleo. Quanto maior o Bmax escolhido, menor a quantidade de espiras a serem enroladas e... menor o transformador. Pois bem, como o material GO tem perdas menores que o GNO, pode-se saturar mais o material sem que o mesmo aqueça proibitivamente. Com Bmax da ordem de 1,5 a 1,7 T, o tamanho de um transformador de força feito em GO é bem menor do que um de mesma potência com núcleo GNO.

Uma outra perda é importante no transformador : a perda pelo aquecimento dos fios de cobre que compõe os enrolamentos. Essas só se manifestam com o transformador sob carga, quando há circulação de corrente apreciável nos enrolamentos. Num transformador bem dimensionado, a perda no cobre deve ser aproximadamente igual à perda no ferro.

E o transformador de saída ? Bem, um transformador de saída opera diferente de um transformador de força. ele é ligado a uma fonte de CORRENTE - a válvula ou válvulas de saída, cuja impedância não é desprezível como ocorre com a rede AC. Por essa razão, o núcleo do transformador de saída deve trabalhar na região linear - ou mais linear - da curva de magnetização, o que significa ficar distante do ponto de saturação do material e nem pensar em chegar perto dos 1,5...1,7 T permitidos pelo ferro GO nos transformadores de força.( segue )