Factor de apilamiento

El factor de apilamiento (también factor de laminación o factor de espacio ^{[ 1 ]} ) es una medida utilizada en el diseño de transformadores eléctricos y otras máquinas eléctricas . Representa la relación entre el área de la sección transversal efectiva del núcleo del transformador y el área de la sección transversal física del mismo. Ambas áreas difieren debido a la forma en que se construyen los núcleos.

Los núcleos de los transformadores suelen estar formados por láminas metálicas delgadas apiladas en capas. Estas capas están laminadas con barniz u otro material aislante . El objetivo es reducir las corrientes parásitas en el núcleo manteniendo un alto flujo magnético . Dado que el aislante no es ferromagnético , contiene poco o ningún flujo magnético, que se concentra principalmente en las láminas metálicas. El aislamiento ocupa un espacio finito, por lo que el área efectiva que ocupa el flujo es menor que el área física del núcleo. ^{[ 2 ]} El factor de apilamiento depende del espesor de la laminación de las láminas de acero que componen el núcleo.

El factor de apilamiento suele ser 0,9. El factor de apilamiento siempre es menor que 1.

El factor de apilamiento se utiliza al calcular la densidad de flujo magnético dentro del núcleo. Debido a que el flujo está confinado dentro de un área más pequeña en un núcleo laminado, la densidad de flujo es mayor que la que tendría en un núcleo homogéneo . ^{[ 3 ]}

Los núcleos laminados siempre tienen un factor de apilamiento menor que la unidad; un factor de apilamiento igual a la unidad implica la ausencia total de laminado. Los factores de apilamiento suelen ser de 0,95 o superiores para los núcleos de transformadores ^{[ 4 ]} y los estatores de máquinas ^{[ 5 ]} . Sin embargo, los núcleos fabricados con metal amorfo tienen un factor de apilamiento de alrededor de 0,8, en comparación con 0,96 para el acero al silicio ^{[ 1 ]} .

Un concepto relacionado en el diseño de transformadores es el factor de espacio de ventana . Este se define como la relación entre el área ocupada por los devanados de cobre y el área del espacio por el que pasan (la "ventana"). Cuanto mayor sea la tensión operativa del transformador, menor deberá ser esta relación para proporcionar más espacio para el aislamiento. ^{[ 6 ]}