ContactoEn el campo de la fabricación de equipos eléctricos, el rendimiento del transformador depende en gran medida de la conductividad eléctrica, la estabilidad y el rendimiento del procesamiento de los materiales del devanado. Entre varios materiales conductores, la tira de aluminio se ha convertido en una de las opciones principales para los devanados de transformadores de tipo seco y de transformadores sumergidos en aceite debido a su excelente conductividad, ventaja de peso ligero y costo controlable.
El devanado de tira de aluminio del transformador es uno de los materiales más importantes utilizados en la fabricación de devanados de transformadores y afecta directamente la calidad del transformador. Primero, comprendamos qué es un transformador. Un transformador consta de cuatro partes: devanado, núcleo de hierro, tanque de aceite y casquillo aislante. Los componentes principales son el devanado y el núcleo de hierro, también conocido como cuerpo del transformador. El devanado es el circuito eléctrico del transformador, mientras que el núcleo de hierro es el circuito magnético. Juntos forman la parte electromagnética del transformador.
Entre muchos grados de aleaciones de aluminio, 1050, 1060, 1070 y1350 tiras de aluminioSe utilizan ampliamente en la fabricación de devanados de transformadores. Los diferentes grados varían en pureza, conductividad y propiedades mecánicas, por lo que la selección adecuada del material es muy importante.
A diferencia de las tiras de aluminio ordinarias, las tiras de aluminio para transformadores tienen requisitos extremadamente estrictos en cuanto a calidad de la superficie, conductividad eléctrica, control de rebabas y planitud. Esto se debe a que durante el proceso de bobinado, las rebabas o rayones en la superficie de la tira de aluminio pueden perforar fácilmente el material aislante de la capa intermedia, provocando cortocircuitos entre espiras y afectando el funcionamiento seguro del transformador.
Tipos comunes de tiras de aluminio para transformadores
tira de aluminio del transformador 1050
La tira de aluminio 1050 ofrece una rentabilidad excepcional y se utiliza en devanados de transformadores de tipo seco.
Temperamento: Oh
Pureza del aluminio: >=99,5%
Conductividad: 61,0% IACS
Aplicaciones: Transformadores variables, como devanados de transformadores de baja o alta tensión.
tira de aluminio del transformador 1060
El aluminio 1060 tiene un contenido de aluminio superior al 99,6%, lo que ofrece un equilibrio entre conductividad eléctrica y rendimiento de procesamiento.
Temperamento: Oh
Pureza del aluminio: >=99,6%
Conductividad: 61,5% IACS
Aplicaciones: Devanados de transformadores de baja o alta tensión, transformadores de alta frecuencia, transformadores elevadores o reductores.
tira de aluminio del transformador 1070
Con un contenido de aluminio superior al 99,7%, los transformadores 1070 son adecuados para transformadores de alta gama con estrictos requisitos de conductividad.
Temperamento: Oh
Pureza del aluminio: >=99,7%
Conductividad: 62,7% IACS
Aplicaciones: Transformadores de alta frecuencia, transformadores de potencia, transformadores de distribución.
tira de aluminio del transformador 1350
La aleación de aluminio 1350 se encuentra entre los líderes en conductividad eléctrica dentro de la familia de tiras de aluminio de la serie 1, lo que la hace adecuada para aplicaciones con limitaciones estrictas en las pérdidas de devanado.
Temperamento: Oh
Pureza del aluminio: >=99,5%
Conductividad: 61,8% IACS
Aplicaciones: Transformadores de alta frecuencia, transformadores de distribución, transformadores de voltaje ultra alto y transformadores de potencia de gran tamaño.
Especificaciones del producto
| Artículo | Especificación |
| Nombre del producto | Tira de aluminio para devanado de transformador |
| Aleación | 1050, 1060, 1070, 1350 |
| Temperamento | oh |
| Espesor | 0,2 mm – 3,5 mm |
| Ancho | 10 mm – 1600 mm |
| Longitud | 1000 milímetros – 16000 milímetros |
| Borde | Borde cortado/borde redondo |
| Tolerancia de cantidad | ±10% |
| Diámetro interior del núcleo del papel | Núcleo de papel de Ø150 mm, Ø300 mm, Ø400 mm, Ø500 mm; Núcleos de diámetro interior especial y embalaje sin núcleo disponibles. |
| Requisito de superficie especial | Superficie lisa, libre de rayones e impurezas. |
| Conductividad | Tira enrollable de aluminio 1050 O: garantizada por encima del 60% IACS Tira enrollable de aluminio 1060 O: garantizada por encima del 61,5% IACS Tira enrollable de aluminio 1070 O: garantizada por encima del 62,7% IACS Tira enrollable de aluminio 1350 O: garantizada por encima del 62% IACS |
| Solicitud | Devanado del transformador |
| Embalaje | Palet de madera / Caja de madera |
| Condiciones de pago | Depósito del 30% T/T y saldo del 70% antes del envío; 100% L/C a la vista |
| El tiempo de entrega | 25 a 35 días laborables |
| Cantidad mínima de pedido | 1-5 toneladas |
| Puerto de embarque | Qingdao / n ingboport |
| Muestras | Muestras de tiras de aluminio disponibles. |
Composición química de la tira de aluminio para devanados de transformadores (%)
| Composición química de la tira de aluminio 1050 O para el devanado del transformador (%) | |||||||||
| Aleación | Alabama | Y | fe | magnesio | zinc | Minnesota | De | Cu | V |
| 1050 | ≥99,5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0,02 | 0.0022 | 0.0039 |
| Composición química de la tira de aluminio 1060 O para el devanado del transformador (%) | |||||||||
| Aleación | Alabama | Y | fe | magnesio | zinc | Minnesota | De | Cu | V |
| 1060 | ≥99,6 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0,02 | 0.0022 | 0.0039 |
| Composición química de la tira de aluminio 1070 O para el devanado del transformador (%) | |||||||||
| Aleación | Alabama | Y | fe | magnesio | zinc | Minnesota | De | Cu | V |
| 1070 | ≥99,7 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0,02 | 0.0022 | 0.0039 |
| Composición química de la tira de aluminio 1350 O para el devanado del transformador (%) | |||||||||
| Aleación | Alabama | Y | fe | magnesio | zinc | Minnesota | De | Cu | V |
| 1350 | ≥99,5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0,02 | 0.0022 | 0.0039 |
¿Por qué utilizar tiras de aluminio para los devanados de transformadores?
1. Ventaja significativa de peso ligero
La densidad del aluminio es aproximadamente un tercio de la del cobre. En condiciones de diseño que cumplan con los mismos requisitos de conductividad, las tiras de aluminio pueden reducir significativamente el peso total del transformador. Esto es especialmente importante para transformadores grandes y ayuda a reducir los costos de transporte e instalación.
2. Ventaja de costos obvia
Los recursos de aluminio son abundantes y la oferta es estable. Su precio de mercado suele ser mucho más bajo que el del cobre. El uso de tiras de aluminio en la fabricación de transformadores puede reducir eficazmente los costos de materia prima y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de rendimiento. Esta ventaja de costos es especialmente significativa en aplicaciones de equipos de producción y distribución en masa, lo que ayuda a mejorar la competitividad del producto en el mercado.
3. Excelente conductividad eléctrica
Aunque la conductividad del aluminio por unidad de volumen es menor que la del cobre, se puede lograr un rendimiento eléctrico comparable al de los conductores de cobre aumentando razonablemente el área de la sección transversal. Las tiras de aluminio de las series 1050, 1060, 1070 y 1350 tienen alta conductividad. Entre ellos, el 1350 es un aluminio de grado eléctrico y su conductividad está cerca del límite superior del aluminio puro industrial. Puede satisfacer plenamente los requisitos operativos de los transformadores de media y baja tensión, así como de algunos transformadores de alta tensión, al tiempo que controla eficazmente la pérdida de energía.
4. Excelente rendimiento de disipación de calor
El aluminio tiene buena conductividad térmica. En diseños prácticos, los conductores de aluminio suelen tener una sección transversal mayor, lo que proporciona al devanado una mejor capacidad de disipación de calor durante el funcionamiento. Una buena disipación de calor ayuda a reducir la temperatura del punto caliente del devanado, ralentizar el envejecimiento del aislamiento y mejorar la estabilidad operativa y la vida útil del transformador.
5. Buen rendimiento de procesamiento y formación
Los materiales de aluminio puro tienen una excelente ductilidad y plasticidad, lo que cumple con los requisitos de procesamiento de estructuras de bobinado complejas. Durante la producción, las tiras de aluminio son fáciles de enrollar, cortar y enrollar. Es adecuado para líneas de producción continua automatizadas, al tiempo que reduce la dificultad de procesamiento y la pérdida de material y mejora la eficiencia de la producción y la consistencia del producto.
6. Resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión
El aluminio forma naturalmente una densa película de óxido en el aire. Esta película protectora puede prevenir eficazmente una mayor oxidación y corrosión. Durante la operación a largo plazo del transformador, esta propiedad ayuda a mejorar la estabilidad de los materiales del devanado en diferentes condiciones ambientales, especialmente en ambientes con grandes fluctuaciones de humedad.
7. Rendimiento electromagnético estable
En condiciones de energización a largo plazo y ciclos térmicos, el aluminio exhibe una buena estabilidad electromagnética. No es propenso a problemas estructurales causados por expansión térmica o cambios de tensión. Esta estabilidad es importante para garantizar el funcionamiento seguro del transformador a largo plazo y también reduce los costos de mantenimiento y los riesgos de falla.
Campos de aplicación
Transformadores de tipo seco
Ampliamente utilizado en redes eléctricas urbanas, metros y centros de datos. La tira de aluminio es un material central para devanados de baja tensión.
Transformadores sumergidos en aceite
Utilizado en zonas industriales y redes de distribución en zonas remotas.
Reactores especiales
Utilizado en equipos de filtrado y compensación de potencia.
Comparación entre devanados de tiras de aluminio y tiras de cobre
En la fabricación de transformadores, la sustitución del cobre por aluminio ha sido una tendencia técnica de larga data. Ambos materiales tienen sus propias ventajas y la selección debe basarse en escenarios de aplicación específicos.
1. Ventaja de costos
La ventaja de costos es una de las características más destacadas de las tiras de aluminio. El precio de la materia prima del aluminio es mucho más bajo que el del cobre. Reemplazar la tira de cobre por tira de aluminio puede reducir los costos del material del devanado del transformador entre un 15% y un 30%. Esta ventaja es especialmente obvia cuando los precios del cobre se mantienen altos.
2. Ventaja de peso
La densidad del aluminio es de 2,7 g/cm³, mientras que la densidad del cobre es de 8,9 g/cm³. Para la misma capacidad de conductividad eléctrica, el peso de un devanado de aluminio es sólo aproximadamente la mitad que el de un devanado de cobre. El diseño liviano hace que los transformadores sean más fáciles de transportar, levantar e instalar, lo cual es particularmente importante para subestaciones dentro de edificios de gran altura.
3. Volumen y estructura
Los devanados tipo lámina de aluminio tienen una estructura relativamente compacta, lo que puede reducir el tamaño de la ventana del núcleo del transformador, reduciendo así el volumen total del transformador y el consumo de láminas de acero al silicio. Al mismo tiempo, los devanados tipo lámina tienen una distribución uniforme de capacitancia entre capas y una mejor resistencia a los impulsos del rayo que las estructuras de alambre bobinado.
4. Fiabilidad de la conexión
La confiabilidad de la conexión es un aspecto importante que requiere especial atención en los devanados de tiras de aluminio. Debido a la diferencia de potencial entre el aluminio y el cobre, un tratamiento inadecuado de la conexión puede provocar una mayor resistencia de contacto, sobrecalentamiento o incluso oxidación. Por lo tanto, cuando se conectan conductores planos de aluminio a barras colectoras de cobre, generalmente se utilizan juntas de transición de cobre y aluminio o un tratamiento superficial de estaño/níquel para garantizar una conexión confiable.
Indicadores clave de control de calidad
Calidad de la superficie
La superficie debe ser lisa y libre de rayones, inclusiones metálicas o no metálicas, manchas de aceite y deformaciones locales. Cualquier defecto superficial puede convertirse en un punto débil del aislamiento.
Tolerancia dimensional
Las tolerancias dimensionales deben controlarse estrictamente. La tolerancia del espesor suele estar entre ±0,01 y ±0,03 mm, según el rango de espesor, mientras que la tolerancia del ancho suele estar entre ±0,1 y ±0,2 mm. Una desviación excesiva del espesor puede dar como resultado un área de sección transversal del conductor inconsistente incluso con el mismo número de vueltas, lo que afecta el rendimiento eléctrico.
Resistividad
La resistividad es el parámetro central para medir la conductividad eléctrica. Generalmente se requiere que no sea superior a 0,02825 Ω·mm²/m a 20°C.
Propiedades mecánicas
Se requiere que la resistencia a la tracción esté entre 60 y 95 N/mm² y el alargamiento no debe ser inferior al 25 %. Estas propiedades garantizan que la tira de aluminio no se rompa ni se estire excesivamente durante el bobinado.
¿Cómo elegir la tira de aluminio adecuada para transformadores?
1. Priorizar los requisitos de eficiencia energética
Si se requiere alta eficiencia, ahorro de energía y bajas pérdidas, como en transformadores de energía nuevos o transformadores de voltaje ultra alto, se prefiere la tira de aluminio 1070. Si no hay requisitos especiales de eficiencia energética y se desea un rendimiento de alto costo, se pueden seleccionar tiras de aluminio 1050 o 1060.
2. Considere el tipo de transformador
Para transformadores de tipo seco y transformadores sumergidos en aceite, se prefiere la tira de aluminio 1060 debido a su amplia adaptabilidad. Para transformadores de distribución de bajo voltaje, se pueden seleccionar tiras de aluminio 1050 para obtener un costo óptimo. Para transformadores de precisión y orientados a la exportación, se recomienda la tira de aluminio 1350 para cumplir con las normas pertinentes.
3. Considere el entorno laboral
Si el transformador opera en ambientes de alta temperatura, alta humedad o corrosivos, se prefieren las tiras de aluminio 1070 o 1060 debido a su mejor resistencia a la corrosión y conductividad térmica. Para ambientes interiores convencionales, la tira de aluminio 1050 puede cumplir con los requisitos.
4. Equilibrio entre costo y rendimiento
Si el presupuesto es limitado y no existen requisitos de eficiencia energética de alto nivel, las tiras de aluminio 1050 son la opción más económica. Si el presupuesto es suficiente y se desea mejorar el rendimiento, se pueden seleccionar tiras de aluminio 1060 o 1070. Si se requiere el cumplimiento de estándares internacionales, la tira de aluminio 1350 es la opción directa.
