Noyau du transformateur : matériaux, structure, performances, pertes et bruit
Lenoyau de transformateurest l'un des éléments clés de tout transformateur. Cela peut ressembler à une pile d’acier assez simple, mais il se passe beaucoup de choses à l’intérieur.
Le noyau assure le chemin magnétique entre les enroulements primaire et secondaire. Lorsque le transformateur est sous tension, le flux magnétique traverse ce chemin et permet à l'énergie électrique d'être transférée d'un enroulement à l'autre.
Ce qui compte ici n’est pas seulement le type d’acier utilisé. La géométrie du noyau, l'épaisseur du laminage, la conception des joints, la qualité de coupe, la force de serrage, l'isolation, la mise à la terre et même la façon dont le noyau est manipulé pendant la fabrication peuvent affecter le transformateur final.
Ces détails ont un lien direct avectransformateur sans-perte de charge, courant à vide-de charge, courant d'appel, vibrations, bruit du transformateur, efficacité et durée de vie.
PourTransformateur Yawei, la conception du noyau du transformateur est donc traitée comme une partie importante de la conception globale du transformateur plutôt que comme quelque chose qui peut être considéré séparément.
Présentation du noyau du transformateur
L'objectif principal d'un noyau de transformateur est de fournir un chemin à faible -réluctance pour le flux magnétique.
Lorsqu’une tension alternative est appliquée à l’enroulement primaire, un champ magnétique alternatif s’établit dans le noyau. Le flux magnétique relie alors l’enroulement secondaire et y induit une tension.
Cela semble assez simple. Le défi est de rendre ce chemin magnétique efficace.
Un bon noyau de transformateur doit maintenir de faibles pertes magnétiques tout en offrant une résistance mécanique suffisante et en conservant les dimensions requises. Agrandir le noyau n’est pas toujours la solution. Un noyau plus grand peut réduire la densité du flux magnétique, mais cela signifie également plus d'acier, un poids plus important, des dimensions plus grandes et des coûts de fabrication plus élevés.
Ainsi, la conception du noyau du transformateur est en réalité un exercice d’équilibre entreperformances magnétiques, efficacité, résistance mécanique, refroidissement, taille et coût.
Matériaux de noyau de transformateur
Le matériau du noyau a une influence majeure sur l’efficacité du transformateur. Cela affectepas de-perte de charge, pas de-courant de charge, densité de flux magnétique et bruit du transformateur.
Différentes applications de transformateur nécessitent différents matériaux magnétiques.
Tôles d'acier magnétiques laminées à chaud-
L'acier magnétique laminé à chaud-était largement utilisé dans les conceptions antérieures de transformateurs. Il est produit par un processus de laminage à haute-température et présente généralement des pertes magnétiques plus élevées que l'acier électrique utilisé dans les transformateurs modernes à haut rendement-.
Pour cette raison, l'acier magnétique laminé à chaud-est désormais moins courant dans les noyaux modernes des transformateurs de puissance et de distribution.
On le retrouve encore dans les transformateurs plus anciens et dans certaines applications où les exigences de performances sont différentes. Mais pour les transformateurs modernes à faibles-pertes, d'autres matériaux sont généralement préférés.
Tôles d'acier magnétiques orientées-à grains laminés à froid-
Tôles d'acier magnétiques à grains orientés-laminées à froid-, communément appelé acier CRGO, sont largement utilisés dans les noyaux de transformateurs modernes.
Les grains de l’acier sont orientés principalement dans le sens du laminage. Cela confère au matériau d’excellentes caractéristiques magnétiques dans cette direction. Lorsque le matériau est coupé, empilé et assemblé correctement, il peut fournir une faible perte de noyau et un courant magnétisant relativement faible.
Certaines de ses caractéristiques importantes sont présentées ci-dessous.
| Propriété | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Faible perte de noyau spécifique | Aide à réduire les pertes sans-charge du transformateur |
| Haute perméabilité magnétique | Aide à réduire le courant magnétisant |
| Orientation des grains | Améliore la conduction du flux magnétique |
| Épaisseur de feuille mince | Réduit les pertes par courants de Foucault |
| Isolation des surfaces | Limite le courant de circulation entre les stratifications |
Il y a un point important ici :un bon acier CRGO ne signifie pas automatiquement un noyau de transformateur à faibles-pertes.
Le processus de fabrication compte tout autant. La découpe, le contrôle des bavures, l'empilage, la construction des joints de noyau, les contraintes mécaniques, la pression de serrage et la qualité de l'isolation peuvent tous affecter le noyau fini.
En d’autres termes, le matériau donne au fabricant un bon point de départ, mais le processus de fabrication détermine dans quelle mesure ce potentiel est réellement exploité.
Matériaux en alliage amorphe
Alliage amorpheest un autre matériau de base utilisé en particulier dans les transformateurs de distribution à faibles-pertes.
Contrairement à l'acier électrique à grains orientés-classique, l'alliage amorphe a une structure non-cristalline. Il est normalement fourni sous forme de ruban métallique très fin et ses propriétés magnétiques peuvent entraîner de très faibles pertes à vide -.
Cela rend l’alliage amorphe attrayant pour les transformateurs qui restent sous tension en permanence.
Même lorsqu’un transformateur transporte très peu de charge, son noyau consomme quand même de l’énergie. Sur des milliers d'heures de fonctionnement, la réduction de cette perte constante à vide-peut faire une différence notable.
L'inconvénient ? L'alliage amorphe est relativement délicat. Cela nécessite une manipulation, une découpe, un formage et un assemblage minutieux pour éviter d’endommager le matériau.
Structure du noyau du transformateur
Les noyaux de transformateur sont généralement divisés en trois types principaux :
Noyau de transformateur de type noyau -, noyau de transformateur de type coque - et noyau enroulé.
Chaque structure a ses propres avantages et exigences de fabrication. Le choix dépend de la capacité du transformateur, du niveau de tension, de l'application, des exigences mécaniques et de la conception globale.
Noyau-Type Noyau de transformateur
Lenoyau-type noyau de transformateurest largement utilisé dans les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution.
Dans une conception typique en trois -phases, le noyau comporte trois colonnes principales reliées par des jougs supérieur et inférieur. Les enroulements sont placés autour des membres centraux.
Cela crée un circuit magnétique relativement direct et constitue un agencement pratique pour de nombreuses applications de transformateurs.
Schéma de stratification du noyau du transformateur de type-
Un noyau de transformateur n’est pas constitué d’un seul bloc d’acier solide.
Au lieu de cela, il est construit à partir de nombreuses fines tôles d’acier magnétiques, ou stratifications. Les tôles sont électriquement isolées les unes des autres et empilées pour créer le circuit magnétique requis.
Les articulations centrales sont particulièrement importantes. Les noyaux de transformateurs modernes utilisent courammentjoints à onglet ou-joints à recouvrement étagéspour améliorer la circulation du flux magnétique.
Un joint mal conçu ou mal assemblé peut créer une concentration locale du flux et augmenter les pertes dans le noyau. Ainsi, même si le joint peut ressembler à un petit détail, il peut avoir un effet étonnamment important sur les performances.
Composants de serrage du noyau du transformateur de type-noyau
Le noyau doit rester mécaniquement stable pendant le transport, l'installation, le fonctionnement normal et les conditions de court-circuit-.
Les composants de serrage du noyau peuvent inclure des poutres de serrage, des plaques de pression, des tirants, des structures de support et des pièces isolantes.
La quantité de pression de serrage doit être soigneusement contrôlée.
Une pression trop faible peut permettre aux stratifications de bouger ou de vibrer. Une pression trop élevée peut introduire des contraintes mécaniques dans l'acier magnétique et potentiellement augmenter la perte du noyau.
Il n’y a aucun avantage à tout serrer autant que possible. Ce qui compte, c’est une pression uniforme et contrôlée.
Noyau-Plaques de liaison du noyau du transformateur
Plaques de liaison de baserenforcer la structure de serrage et aider à maintenir la géométrie conçue du noyau.
Ils aident également à répartir les forces mécaniques à travers l’ensemble central.
Cela devient de plus en plus important à mesure que la capacité du transformateur augmente. Lors d'un court-circuit, de fortes forces électromagnétiques peuvent agir sur les enroulements et les structures environnantes, la partie active a donc besoin d'un support mécanique adéquat.
Noyau-Type Transformateur Noyau Colonne Sangles de liaison
Des sangles de liaison peuvent être utilisées autour des colonnes centrales pour maintenir les stratifications ensemble et limiter les mouvements.
Ils améliorent la stabilité mécanique, mais ils doivent être appliqués avec précaution. Une pression excessive exercée par les sangles de fixation peut introduire des contraintes dans l'acier électrique.
Étant donné que les contraintes mécaniques peuvent modifier les caractéristiques magnétiques du matériau, un mauvais contrôle peut conduire à des températures plus élevées.transformateur aucune-perte de charge.
Noyau-Type Isolation du noyau du transformateur
Les tôles individuelles nécessitent une isolation électrique entre elles.
Une fine couche isolante est normalement appliquée sur la surface de l’acier magnétique. Son rôle est d'éviter que des courants de circulation importants ne passent d'une tôle à l'autre.
Si l'isolation est endommagée lors de la découpe, du transport, de l'empilage ou de l'assemblage, des pertes supplémentaires par courants de Foucault peuvent survenir.
C'est pourquoi des zones telles que les bords coupés, les joints centraux, les points de serrage et les emplacements de mise à la terre nécessitent une attention particulière.
Canaux d'huile de refroidissement du noyau du transformateur-de type noyau
Dans un transformateur immergé dans l'huile-, la chaleur générée par le noyau et les enroulements doit être transférée à l'huile isolante, puis évacuée par le système de refroidissement.
Des canaux d'huile sont incorporés dans la conception de la pièce active-si nécessaire. Ils aident l'huile à circuler autour des zones productrices de chaleur-et à évacuer la chaleur.
Le refroidissement du noyau et le refroidissement des enroulements sont étroitement liés. Une bonne conception de transformateur considère donc le flux d’huile interne comme un système thermique global plutôt que de traiter chaque composant séparément.
Noyau-Type Noyau du transformateur Mise à la terre
Le noyau du transformateur est normalement mis à la terre à un point désigné.
Le but est de maintenir le noyau à un potentiel électrique défini et d’éviter les charges électrostatiques indésirables.
En général, le noyau devrait avoirun point d'ancrage intentionnel.
S'il existe plusieurs chemins de mise à la terre involontaires, ils peuvent former des boucles conductrices fermées. Ces boucles peuvent permettre aux courants de circulation de circuler à travers la structure centrale, produisant ainsi un chauffage supplémentaire.
C’est un petit détail qui peut devenir un sérieux problème s’il est négligé.
Noyau de transformateur de type coque-
Dans unnoyau de transformateur de type coque-, le noyau magnétique entoure une plus grande partie des enroulements.
Son circuit magnétique est différent de celui d'un transformateur de type noyau-classique. La construction de type coque - peut fournir un support mécanique solide pour les enroulements et est utilisée dans certains transformateurs de puissance et applications de transformateurs spécialisés.
Schéma de stratification du noyau du transformateur de type coque-
Les tôles sont disposées de telle sorte que le noyau forme une structure magnétique autour de l'ensemble de bobinage.
La forme exacte dépend de la tension, de la capacité, de la fréquence, de la configuration de l'enroulement et des exigences mécaniques du transformateur.
Comme pour un transformateur de type noyau-, un alignement précis des tôles et des joints soigneusement conçus sont importants. Un mauvais empilement, des dimensions de joint incorrectes ou une contrainte mécanique excessive peuvent augmenter la réluctance magnétique et la perte du noyau.
Composants de serrage du noyau du transformateur de type coque-
Les transformateurs de type coque- nécessitent des composants de serrage soigneusement conçus pour maintenir le noyau et les enroulements dans leurs positions prévues.
Le système de serrage doit offrir une résistance mécanique suffisante pour résister aux forces électromagnétiques tout en évitant des contraintes inutiles sur le matériau magnétique.
Là encore, l’objectif est un serrage contrôlé. Plus de pression ne signifie pas automatiquement de meilleures performances.
Canaux d'huile de noyau de transformateur de type coque- et isolation par stratification
Pour les transformateurs de type-coquille immergée-dans l'huile, les canaux d'huile aident à faire circuler l'huile de refroidissement autour des composants générateurs de chaleur-.
Dans le même temps, l’isolation entre les tôles centrales doit rester intacte.
Si l'isolation du laminage est endommagée, des courants de circulation peuvent se développer entre les feuilles adjacentes, augmentant ainsi la perte de noyau et potentiellement provoquant un échauffement supplémentaire.
Noyau de la plaie
A noyau de plaieest réalisé en enroulant continuellement une bande étroite de matériau magnétique dans un circuit magnétique fermé.
Contrairement à un noyau empilé classique, le matériau magnétique suit un chemin d'enroulement continu. Cela peut réduire le nombre de joints de noyau traditionnels et fournir un circuit magnétique efficace.
Les noyaux bobinés sont couramment utilisés dans les transformateurs de distribution et les conceptions de transformateurs compacts.
Noyau enroulé monophasé-
A noyau enroulé monophasé-est généralement produit en enroulant de l'acier magnétique dans une forme fermée, souvent rectangulaire ou arrondie.
Le bobinage est ensuite assemblé autour du noyau.
Lorsque le noyau est fabriqué avec précision, son chemin magnétique relativement continu peut permettre d'obtenir de faibles-pertes à vide et des dimensions compactes du transformateur.
Noyau de plaie triphasé-
A noyau enroulé triphaséest conçu pour fournir trois circuits magnétiques pour le fonctionnement d'un transformateur triphasé.
Il peut offrir une structure compacte et de bonnes performances magnétiques. Cependant, le processus de fabrication doit être assez précis car les trois phases doivent conserver une géométrie et des caractéristiques magnétiques cohérentes.
Paramètres de performance du noyau du transformateur
Les performances d'un noyau de transformateur sont généralement évaluées à l'aide de plusieurs paramètres importants. Parmi eux,pas de-perte de charge et pas de-courant de chargesont particulièrement importants.
Le matériau du noyau, la densité du flux magnétique, la conception des stratifications, les joints du noyau, les contraintes mécaniques et la qualité de fabrication jouent tous un rôle.
Aucune-perte de charge du noyau du transformateur
Aucune-perte de charge du noyau du transformateurfait principalement référence à la puissance consommée par le noyau magnétique lorsque le transformateur est sous tension mais que le côté secondaire n'alimente pas de charge.
Les deux composants principaux sont la perte par hystérésis et la perte par courants de Foucault.
Contrairement à la perte de charge, aucune-perte de charge ne se produit tant que le transformateur est sous tension. Cela le rend particulièrement important pour les transformateurs qui fonctionnent en continu.
Par exemple, une petite différence de perte sans-charge peut ne pas paraître impressionnante sur une fiche technique. Mais sur de nombreuses années de fonctionnement continu, la consommation d’énergie accumulée peut être importante.
| Facteur | Effet sur la perte de base |
| Matériau de base | Détermine les caractéristiques de base de perte magnétique |
| Densité de flux magnétique | Une densité de flux plus élevée augmente généralement la perte de noyau |
| Épaisseur de stratification | Influence les pertes par courants de Foucault |
| Conception des joints centraux | Peut affecter la concentration locale du flux |
| Contrainte mécanique | Peut dégrader les performances magnétiques |
| Isolation par stratification | Aide à contrôler les courants de circulation |
| Qualité de fabrication | Détermine dans quelle mesure le noyau fini correspond à la conception |
Pas de-courant de charge du noyau du transformateur
Pas de-courant de chargeest le courant consommé par un transformateur lorsque son enroulement secondaire est ouvert.
Une partie de ce courant est le courant magnétisant nécessaire pour établir le flux magnétique dans le noyau.
Un noyau en acier magnétique à haute-perméabilité peut aider à réduire le courant magnétisant. Cependant, la forme d'onde réelle du courant à vide -est affectée par les caractéristiques magnétiques non linéaires du noyau.
La saturation magnétique, la densité de flux, les propriétés des matériaux et la conception du noyau peuvent tous influencer le résultat final.
Fabrication de noyaux de transformateur : influence sur les performances sans-charge
C'est là que les choses deviennent intéressantes.
Deux noyaux de transformateur peuvent utiliser la même qualité d'acier magnétique, mais présenter néanmoins des performances à vide-différentes. Pourquoi? Parce que la fabrication a une influence majeure sur le noyau fini.
La découpe, le poinçonnage, l'empilage, l'assemblage des joints, la manipulation, le serrage et le traitement d'isolation peuvent tous modifier les caractéristiques magnétiques du produit final.
Influence de la déformation magnétique de la tôle d'acier et des contraintes mécaniques sur les performances à vide-charge
L'acier électrique est sensible aux contraintes mécaniques.
La flexion, l'impact, une compression excessive ou une manipulation brutale peuvent affecter ses propriétés magnétiques. Dans certains cas, il en résulte une perte de noyau et un courant magnétisant plus élevés.
Les laminages de noyau doivent donc être manipulés avec soin, en particulier autour des coins et des joints.
Bavures et dommages d'isolation des feuilles centrales et performances sans-charge
Des bavures peuvent apparaître le long des bords des tôles découpées ou perforées.
Si les bavures sont excessives, les tôles adjacentes peuvent entrer en contact électrique. Cela peut affaiblir l'isolation interlaminaire et augmenter les courants de circulation.
Le même problème peut survenir si le revêtement isolant de l’acier est endommagé.
Pour cette raison, la précision de coupe et le contrôle des bavures sont des éléments importants dans la fabrication des noyaux de transformateur.
Influence du poinçonnage du noyau sur l'absence de-perte de charge
Les opérations de poinçonnage et de découpe peuvent créer des contraintes mécaniques autour des bords traités.
Si le processus n’est pas bien contrôlé, la zone sollicitée peut s’agrandir et les propriétés magnétiques du matériau peuvent se détériorer.
Une découpe de précision aide à réduire cet effet et rend le noyau fini plus cohérent.
Influence de la taille du joint central sur l'absence de-perte de charge
Les joints de noyau méritent une attention particulière car ce sont des zones où le flux magnétique peut devenir moins uniforme.
Si le joint est mal conçu, mal dimensionné ou mal assemblé, une concentration locale du flux peut se produire. Cela peut augmenter à la fois les pertes locales et la perte globale à vide-.
Les dimensions des joints, le chevauchement, l’alignement et l’état de la surface sont tous importants.
Influence de la conception du noyau du transformateur sur l'absence de-perte de charge
La conception du noyau du transformateur a un effet direct sur l’efficacité avec laquelle le flux magnétique traverse le noyau.
L'objectif est de créer un circuit magnétique à faible réluctance tout en maintenant la densité de flux magnétique dans une plage appropriée.
Une bonne conception n’est pas nécessairement celle qui contient le moins d’acier. C’est celui qui offre le juste équilibre entre perte, dimensions, poids, bruit, efficacité et coût.
Influence du laminage du noyau sur l'absence de-perte de charge
Les laminages minces aident à réduire les pertes par courants de Foucault, car ils limitent la taille des chemins de courants de circulation.
Cependant, l’acier plus fin est également plus sensible aux problèmes de manipulation et d’empilage. Il peut être plus facile de l'endommager ou de le déformer.
Ainsi, le choix de l’épaisseur de stratification implique à la fois des considérations de performances électriques et de fabrication.
Nombre de stratifications par stratification et performances sans-charge
Le nombre et la disposition des tôles affectent la continuité du chemin magnétique.
Si les feuilles sont mal alignées, de petits écarts et irrégularités peuvent apparaître. Ceux-ci augmentent la réluctance magnétique et peuvent affecter les performances à vide-.
Un empilage précis permet de conserver la-zone de section transversale et les caractéristiques magnétiques prévues.
Aucune-perte de charge des joints à emboîtement et étagés
Joints à emboîtement et-joints à recouvrement étagéssont couramment utilisés pour améliorer la distribution du flux magnétique au niveau des joints centraux.
Par rapport aux simples joints bout à bout, les joints étagés correctement conçus peuvent réduire la concentration locale du flux et améliorer les performances à vide-.
Bien entendu, le résultat ne dépend pas seulement de la géométrie des joints. La qualité de l'acier, la densité de flux, la précision de coupe, la qualité d'empilage et les contraintes mécaniques comptent également.
Influence de la forme de la section transversale du noyau sur l'absence de perte de charge
La section transversale du noyau-affecte la distribution du flux magnétique ainsi que l'efficacité avec laquelle l'acier disponible est utilisé.
De nombreux noyaux de transformateur utilisent une section transversale à plusieurs-étapes-qui se rapproche d'une forme circulaire autour de l'enroulement. Cette approche peut fournir de bonnes performances magnétiques sans compliquer inutilement le processus de fabrication.
Une section transversale de noyau bien-optimisée-contribue à réduire la concentration locale du flux et prend en charge l'efficacité souhaitée.
Coefficient de perte des noyaux de tôle d'acier magnétique orientés -
Lecoefficient de perte des noyaux de tôle d'acier magnétique à grains-orientésdécrit les caractéristiques de perte magnétique de l'acier électrique sélectionné dans des conditions de test spécifiées.
Cependant, la valeur de perte matérielle indiquée par le fabricant ne doit pas être traitée comme la perte réelle garantie d'un noyau de transformateur fini.
Le noyau fini est affecté par l’ensemble du processus de fabrication.
| Facteur de base | Influence possible |
| Nuance d'acier | Détermine les caractéristiques magnétiques de base |
| Épaisseur de la feuille | Influence les pertes par courants de Foucault |
| Densité de flux magnétique | Affecte fortement la perte de noyau |
| Processus de coupe | Peut introduire un stress mécanique |
| Hauteur de bavure | Peut affecter l'isolation par stratification |
| Conception commune | Influence la distribution du flux |
| Précision d'empilage | Affecte la continuité magnétique |
| Force de serrage | Peut introduire des contraintes mécaniques |
| Isolation des surfaces | Aide à prévenir les courants de circulation |
C’est pourquoi le choix des matériaux et la qualité de fabrication doivent être considérés ensemble.
Numéro de groupe de connexion et numéro de noyau-Performances de charge
Lenuméro de groupe de connexion du transformateur, tel queDyn11, Yyn0 ou Yd11, décrit les connexions des enroulements et le déphasage entre les côtés haute-tension et basse-tension.
Le groupe de connexion ne modifie pas directement les propriétés magnétiques de base du noyau.
Cependant, la configuration des enroulements et les conditions d'excitation influencent les conditions de fonctionnement magnétique du transformateur. Pour les transformateurs triphasés-, la conception du noyau et la connexion des enroulements doivent donc être considérées ensemble.
Le groupe de connexion est également important lorsque les transformateurs fonctionnent en parallèle. Des rapports de tension, une impédance, une polarité et un déphasage compatibles sont nécessaires pour un fonctionnement parallèle correct.
Courant d'appel du transformateur
Courant d'appel du transformateurest une surtension temporaire qui peut se produire lorsqu'un transformateur est sous tension.
Le noyau du transformateur est directement impliqué dans ce phénomène.
A la mise sous tension, le flux magnétique dépend du point de commutation de la forme d'onde de la tension alternative et du flux résiduel restant dans le noyau.
Si les conditions sont défavorables, le flux résultant peut devenir bien supérieur à sa valeur normale de fonctionnement. Le noyau peut alors entrer en saturation magnétique, provoquant un courant magnétisant très important.
Plusieurs facteurs affectent le courant d'appel du transformateur :
| Facteur | Influence |
| Point de commutation | Détermine la condition initiale du flux |
| Flux résiduel | Peut ajouter au flux nouvellement établi |
| Matériau de base | Affecte les caractéristiques de saturation |
| Conception du transformateur | Détermine les conditions de fonctionnement magnétique normales |
| Impédance du système | Influence le courant résultant |
| Configuration du bobinage | Peut affecter le comportement transitoire |
Pour les gros transformateurs, le courant d’appel doit être soigneusement pris en compte lors de la configuration des systèmes de protection.
Par exemple, la protection différentielle d’un transformateur doit distinguer un appel magnétisant temporaire d’un véritable défaut interne. Sinon, un transformateur par ailleurs en bon état pourrait être inutilement déclenché pendant la mise sous tension.
Bruit du transformateur
Bruit du transformateurest une autre caractéristique importante qui entretient une relation étroite avec le noyau.
Le bourdonnement familier d'un transformateur sous tension est principalement associé àmagnétostrictionet les forces électromagnétiques dans le noyau.
Cependant, le noyau n’est pas la seule source sonore possible. Les ventilateurs de refroidissement, les pompes à huile, les vibrations du réservoir, les vibrations des enroulements et d'autres composants mécaniques peuvent également y contribuer.
Causes du bruit du transformateur
La magnétostriction est la principale source de bruit du noyau.
Lorsque le champ magnétique change, l’acier magnétique subit de minuscules changements dimensionnels. Ces changements se produisent de manière répétée avec le champ magnétique alternatif et créent des vibrations mécaniques.
La vibration peut ensuite être transférée à la structure de serrage du noyau, au réservoir et à d'autres composants.
Pour les gros transformateurs, la réduction du bruit nécessite donc plus que le simple choix d'un acier magnétique à faible-bruit. La conception magnétique et mécanique doit être considérée dans son ensemble.
Plusieurs facteurs affectant le niveau de bruit du transformateur
Le bruit du transformateur est affecté par plusieurs facteurs, notamment le type d'acier magnétique, la densité du flux magnétique du noyau, la construction des joints, la force de serrage, la conception du réservoir, l'équipement de refroidissement et les conditions de fonctionnement.
Relation entre le bruit du transformateur et le type de tôle d'acier magnétique et la densité du flux magnétique du noyau
Différents matériaux en acier magnétique ont des caractéristiques de magnétostriction différentes.
Même lorsque l'acier CRGO est utilisé, le bruit du transformateur peut varier en fonction de la qualité de l'acier, de la densité du flux magnétique, de l'orientation des grains, de la conception des joints du noyau et des contraintes mécaniques.
À mesure que la densité du flux magnétique augmente, la magnétostriction et les vibrations électromagnétiques peuvent généralement devenir plus perceptibles.
C'est l'une des raisons pour lesquelles les concepteurs de transformateurs évitent simplement de pousser le noyau à une densité de flux très élevée. Une conception magnétique plus agressive peut permettre d'économiser du matériau, mais elle peut également augmenter la perte de noyau et le bruit.
La conception finale doit trouver un équilibre raisonnable.
Relation entre le bruit du transformateur et la force de serrage du noyau
Force de serrage du noyaua également un effet évident sur le bruit du transformateur.
Si le noyau n'est pas suffisamment serré, les tôles peuvent bouger ou vibrer les unes contre les autres. Cela peut augmenter le bruit mécanique.
Mais un serrage excessif n’est pas nécessairement préférable. Une pression trop élevée peut introduire des contraintes mécaniques dans l'acier magnétique, augmentant potentiellement la perte du noyau et modifiant le comportement de magnétostriction.
L’objectif est un serrage contrôlé et uniforme. Assez pour maintenir le noyau stable, mais pas au point de stresser inutilement le matériau magnétique.
Pourquoi la qualité du noyau du transformateur est importante
Il est facile de négliger le noyau car les enroulements reçoivent généralement plus d’attention lorsque l’on parle de conception de transformateur.
Mais le noyau a une influence majeure sur les performances à long terme du transformateur-.
Un noyau correctement conçu et fabriqué peut contribuer à réduiretransformateur aucune-perte de charge, réduit le courant magnétisant, améliore la distribution du flux magnétique, réduit les vibrations, contrôle le bruit du transformateur et prend en charge un fonctionnement fiable.
| Facteur de conception ou de fabrication de base | Avantage potentiel |
| Acier magnétique de haute-qualité | Perte de base inférieure |
| Découpe précise du laminage | Contraintes mécaniques réduites |
| Conception adéquate des joints | Meilleure répartition du flux magnétique |
| Bonne isolation par stratification | Courants de circulation inférieurs |
| Force de serrage contrôlée | Meilleure stabilité mécanique |
| Mise à la terre correcte du noyau | Risque réduit de courants de circulation |
| Densité de flux magnétique optimisée | Perte et bruit équilibrés |
| Fabrication cohérente | Performances du transformateur plus prévisibles |
L’important est que ces facteurs fonctionnent ensemble.
Une tôle d'acier CRGO de haute qualité-ne peut pas compenser une mauvaise découpe. Un joint bien conçu-ne peut pas compenser une isolation stratifiée endommagée. Et un noyau mécaniquement solide peut toujours avoir des performances médiocres s’il fonctionne à une densité de flux magnétique inappropriée.
Le noyau du transformateur doit être traité comme un système complet.
Conclusion
Lenoyau de transformateurconstitue la base magnétique d'un transformateur et sa qualité a un impact direct sur l'efficacité, la fiabilité, le bruit et les coûts d'exploitation.
Le processus commence par le choix du bon matériau, qu'il s'agisse d'un acier électrique à grains orientés-laminés à froid-, d'un alliage amorphe ou d'un autre matériau magnétique approprié. À partir de là, la géométrie du noyau, l’épaisseur du laminage, la construction des joints, la précision de la coupe, l’empilage, le serrage, l’isolation, la mise à la terre et le contrôle de la fabrication deviennent tous importants.
Pourtransformateur aucune-perte de charge, les détails de fabrication peuvent être tout aussi importants que le matériau lui-même. Les contraintes mécaniques, les bavures, l'isolation endommagée, les joints défectueux et l'empilement imprécis peuvent tous réduire les performances d'un noyau par ailleurs de haute qualité-.
La même chose s'applique àbruit du transformateur. La densité du flux magnétique, la magnétostriction, le matériau du noyau, la conception des joints et la force de serrage interagissent les uns avec les autres. La lutte contre le bruit est donc une combinaison de conception magnétique et de conception mécanique.
ÀTransformateur Yawei, la conception du noyau du transformateur est considérée comme faisant partie du processus complet d’ingénierie du transformateur. En faisant correspondre les matériaux de base, la conception magnétique, les méthodes de fabrication, la construction mécanique, les exigences de refroidissement et l'application réelle, un transformateur peut obtenir des pertes plus faibles, un bruit contrôlé, un fonctionnement stable et une longue durée de vie.
Q : Dans combien de temps pouvez-vous livrer le transformateur ?
R : Cela dépend de la quantité et de la capacité du transformateur, normalement dans un délai d’un mois à compter de la date de dessin confirmée par l’acheteur.
Q : Combien de temps pouvez-vous fournir la garantie de qualité ?
R : 24 mois depuis le fonctionnement du transformateur de date.
Q : Quel mode de paiement acceptez-vous ?
R : T/T (virement bancaire) préféré, L/C tous deux acceptés.









