Acier au silicium dans les transformateurs

Les principaux composants d'un transformateur sont le noyau de fer et les enroulements. Le noyau est principalement constitué de tôles d’acier laminées au silicium. Avec une teneur en silicium allant de 0,8 % à 4,8 %, ils possèdent une forte perméabilité magnétique.

Tôles d'acier au silicium prédécoupées-

Lorsqu’un transformateur fonctionne, il subit des pertes de transmission de puissance. Il existe deux principaux types de pertes : l’une est la perte de cuivre, qui se produit en raison de la résistance des enroulements ; et l'autre perte de fer, qui provient des tôles d'acier au silicium. La perte de fer elle-même est causée par deux phénomènes principaux : la perte par hystérésis et la perte par courants de Foucault.

 

courbe d'hystérésis du transformateur

La perte par hystérésis est la perte de fer qui se produit en raison du phénomène d'hystérésis lors du processus de magnétisation du noyau de fer. L'ampleur de cette perte est directement proportionnelle à la zone délimitée par la boucle d'hystérésis du matériau. L'acier au silicium a une boucle d'hystérésis étroite, donc son utilisation pour le noyau du transformateur entraîne une perte d'hystérésis plus faible.

 

Perte de courant de Foucault-du transformateur

La perte par courants de Foucault est causée par les courants de circulation induits dans le matériau du noyau par le flux magnétique alternatif. Ces courants circulent dans des plans perpendiculaires au flux magnétique et entraînent également une génération de chaleur. Pour réduire cette perte, le noyau de fer est construit à l’aide de tôles d’acier laminées au silicium, ce qui augmente la résistance sur le trajet des courants de Foucault.

 

 

Les tôles d'acier au silicium déterminent la perte de puissance d'un transformateur. Comme mentionné ci-dessus, leur taille et leur forme sont des facteurs importants influençant la perte de puissance. Théoriquement, plus les tôles d'acier au silicium sont fines et plus les bandes laminées sont étroites, meilleur est l'effet. Cependant, l'efficacité du laminage et la section efficace-doivent également être prises en compte. Généralement, les noyaux de transformateur utilisent des tôles d'acier au silicium laminées à froid-, souvent en forme de « E » ou de « I », avec une épaisseur standard de 0,35 mm.

Noyau pour transformateurs immergés dans l'huile

Les transformateurs fonctionnent sur le principe de l'induction électromagnétique. Deux enroulements, un primaire et un secondaire, sont enroulés autour d'un noyau de fer fermé. Lorsqu'une tension alternative est appliquée à l'enroulement primaire, un courant alternatif le traverse, créant une force magnétomotrice (MMF). Ce MMF entraîne un flux magnétique principal alternatif à travers le noyau en acier au silicium.

Selon la loi de Lenz, le flux magnétique produit par le courant induit s'opposera à la modification du flux magnétique d'origine. Lorsque le flux magnétique primaire augmente, le flux magnétique produit par le courant induit s'y oppose et une tension alternative de niveau -inférieur apparaît dans l'enroulement secondaire.

A. Faible perte de fer.Il s’agit de l’indicateur de qualité le plus critique. Les normes mondiales classent les qualités principalement en fonction des valeurs de perte en fer. Plus la perte de fer est faible, plus la teneur en fer est élevée et meilleure est la qualité.

B. Haute induction magnétique.Les tôles d'acier au silicium capables d'obtenir une induction magnétique plus élevée sous le même champ magnétique donneront lieu à des noyaux de transformateur plus petits et plus légers. Cela permet d’économiser de l’acier au silicium, du fil de cuivre et des matériaux isolants.

C. Facteur d'empilement élevé.Les surfaces lisses et plates et l'épaisseur uniforme des tôles d'acier au silicium améliorent la densité de compactage du noyau. Cela conduit à une augmentation de l’efficacité spatiale et des performances magnétiques.

Atelier de découpe d'acier au silicium de VKE

D. Bonnes performances de poinçonnage.Cette propriété est particulièrement importante pour la fabrication de noyaux utilisés dans les petits et micromoteurs.

E. Bonne adhérence et soudabilité du revêtement isolant de surface.Un revêtement isolant durable qui adhère bien et permet un soudage fiable est essentiel pour l’assemblage et la performance du noyau.

F. Résistance au vieillissement magnétique.Le matériau doit conserver des propriétés magnétiques stables dans le temps et sous des contraintes opérationnelles.

G. Condition de livraison requise.Les tôles d'acier au silicium doivent être fournies après les processus de recuit et de décapage pour garantir des propriétés magnétiques et mécaniques optimales.