Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20191920
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
ABM Week 2018

INFLUÊNCIA DAS TENSÕES COMPRESSIVAS NAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DOS AÇOS ELÉTRICOS DE GRÃO ORIENTADOS

COMPRESSIVE STRESS INFLUENCE ON MAGNETIC PROPERTIES OF GRAIN ORIENTED ELECTRICAL STEEL

Mateus Botani de Souza Dias, Ramon Valls Martin, Luiz Alberto Franco, Fernando José Gomes Landgraf

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Resumo

Transformadores de potência são equipamentos fundamentais para reduzir as perdas nas etapas de transmissão e distribuição da energia elétrica. Durante a montagem do mesmo, tensões compressivas são geradas no núcleo magnético em decorrência da montagem, da não uniformidade da magnetização e das tensões térmicas, diminuindo a eficiência dos transformadores. O presente trabalho tem por finalidade apresentar a influência das tensões de compressão nos ciclos histeréticos, nas perdas magnéticas de potência (P) e na magnetostricção pico-a-pico (λp-p) dos aços elétricos com grãos orientados (GO). A aplicação de 10 MPa introduziu uma anisotropia externa ao material, diminuindo a permeabilidade magnética. Consequentemente, o campo remanente e o campo coercivo variaram -56% e +52%, aumentando as P em 24%. Além disso, a λp-p aumentou 86%. Em suma, a aplicação de tensões compressivas é deletéria para as propriedades magnéticas dos aços elétricos, diminuindo a eficiência e aumentando o ruído gerado pelos transformadores.

Palavras-chave

Aço elétrico; Perdas magnéticas; Magnetostricção; Tensão de compressão.

Abstract

Power transformers are fundamental devices to reduce power loss at electrical energy transmission and distribution steps. During the transformer assembly, compressive stresses are applied at magnetic cores due the assembly, the non-uniform magnetization and thermal stresses, reducing the transformer performance. The present work shows the compressive stress influence at the hysteretic loops, power losses and peak-to-peak magnetostriction of the grain oriented electrical steel. The apply of 10 MPa introduced an extrinsic anisotropy in the material, reducing the magnetic permeability. Consequently, the remanence and the coercive field changed -56% e +52%, increasing the power loss at 24%. Moreover, the peak-to-peak magnetostriction increases 86%. In sum, the compressive stress application is deleterious to magnetic properties of grain oriented electrical steel, reducing the performance and increasing the noise produced by power transformers.

Keywords

Electrical steel; Power loss; Magnetostriction; Compressive stress

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