Stratification d'acier au silicium à grains orientés

La stratification d'acier au silicium à grains orientés  est le matériau clé pour la fabrication de noyaux de transformateur haute performance, et l'empilage de ces fines tôles d'acier au silicium dans un noyau est le processus de base qui détermine les performances du transformateur. La description suivante couvre trois aspects : le matériau, la structure et le processus.

Matière première du noyau orienté : acier au silicium à grains orientés

La raison pour laquelle un noyau de transformateur est appelé « noyau orienté » réside dans l’utilisation d’acier au silicium à grains orientés, un matériau spécial.

•  Orientation unique des grains : Cet acier au silicium subit un traitement spécial pendant la production, qui aligne les grains internes dans une orientation magnétique constante le long de la direction de laminage. En termes simples, dans cette direction, le matériau présente la meilleure perméabilité magnétique et les pertes les plus faibles.

• Principe d'application : Par conséquent, lors de la conception du noyau, le chemin principal du flux magnétique doit suivre la direction de laminage de l'acier au silicium orienté pour tirer pleinement parti de ses avantages de faible perte et de perméabilité élevée. Tous les noyaux de transformateur haute performance suivent ce principe de conception.

Structure du noyau laminé : des feuilles individuelles à un tout intégré

Après avoir découpé l'acier au silicium orienté selon des formes spécifiques, leur empilement pièce par pièce forme le corps principal du noyau.

• Formes de base : les structures de base communes incluent la forme '日' (pour les transformateurs monophasés), la forme 'E' et la forme '日'. Ils sont tous constitués de  membres centraux  (où les bobines sont enroulées) et  de culasses  (qui relient les membres pour former le circuit magnétique).

• Conception détaillée pour la réduction des pertes :

1. Traitement des joints : Pour réduire la résistance magnétique et les pertes au niveau des joints, les joints des tôles d'acier au silicium dans les couches adjacentes sont  décalés et superposés , plutôt qu'alignés en ligne droite.

2.  Forme transversale : pour maximiser la surface transversale efficace dans un espace limité, la section transversale des membres centraux est souvent conçue comme une forme  étagée  ou  cruciforme  , empilée avec des tôles d'acier au silicium de différentes largeurs.

Processus de laminage : du manuel à l'automatique

Le processus d'empilement de tôles d'acier au silicium à grains orientés dans un noyau est appelé « laminage ».

• Stratification manuelle/semi-automatique : Le processus traditionnel repose sur un travail manuel pour placer les tôles d'acier au silicium couche par couche selon les dessins, ce qui est inefficace, nécessite une grande compétence et rend la stabilité de la qualité difficile à garantir. Certains processus améliorés peuvent aider un seul travailleur à effectuer une partie du travail d'empilage.

•  Ligne de production de stratification entièrement automatique : Il s’agit de la méthode courante dans la fabrication moderne de transformateurs à grande échelle. Son processus de base comprend généralement :

  1. Séparation et alimentation automatiques des tôles : Des dispositifs séparent les tôles d'acier au silicium une à une et les positionnent avec précision.

  2. Préhension et prépositionnement robotisés : Un bras robotique saisit les feuilles et les place sur une table de prépositionnement, ajustant automatiquement leur position et détectant même si le type de feuille est correct.

  3. Empilage précis : Le bras robotique place les feuilles avec précision sur la table d'empilage selon les instructions programmées. Au cours de ce processus, un dispositif de mesure de la hauteur compense automatiquement la hauteur pour garantir une épaisseur d'empilage constante.

  4. Formage intégré : Une fois toutes les feuilles empilées, le noyau est retiré avec la table d'empilage pour les processus ultérieurs tels que le serrage et le retournement.

En bref, le  noyau orienté grain  est le résultat, et  le noyau laminé  fait référence au processus. En utilisant le matériau spécial de l'acier au silicium à grains orientés et grâce à des processus de stratification précis (du manuel à l'automatisation), un noyau laminé orienté haute performance est produit.