Introduction aux matériaux des noyaux de transformateur

Introduction aux matériaux de noyau de transformateur

Le noyau du transformateur est composé de tôles d'acier au silicium. Pour réduire les pertes de puissance (génération de chaleur) à l'intérieur du noyau, il est construit en empilant des tôles d'acier au silicium d'une épaisseur de 0,23 à 0,5 mm. Les tôles d'acier au silicium utilisées dans les transformateurs ont une teneur très élevée en silicium. Les deux faces de chaque feuille sont recouvertes d'un vernis isolant, qui isole les feuilles empilées les unes des autres. L'épaisseur de ce vernis isolant n'est que de quelques micromètres (μm).

Les tôles d'acier laminées à froid sont désormais largement utilisées dans les transformateurs de puissance. Par rapport aux tôles d'acier laminées à chaud utilisées autrefois, elles réduisent considérablement le poids et les dimensions du transformateur pour une même capacité (puissance). En effet, les tôles d'acier laminées à froid présentent une perméabilité magnétique très élevée lorsqu'elles sont magnétisées dans le sens du laminage.

Les tôles d'acier au silicium appartiennent à la catégorie des matériaux magnétiques doux. Les matériaux magnétiques possèdent une anisotropie et diverses caractéristiques distinctes. Cela signifie qu'ils ont une ou plusieurs directions avec des propriétés magnétiques supérieures. Lorsqu'elle est magnétisée jusqu'à saturation dans ces directions, l'énergie requise est minime ; par conséquent, ces directions sont appelées « axes faciles de magnétisation ». L'énergie requise pour saturer le matériau dans d'autres directions dépasse celle des axes faciles. Par conséquent, lors de l’utilisation de différents matériaux magnétiques, il est crucial de prêter attention à leur orientation magnétique spécifique. Différents matériaux magnétiques présentent des avantages distincts en termes de performances magnétiques.

Les tôles d'acier au silicium sont l'un des matériaux clés pour la fabrication des transformateurs, et leurs performances affectent directement les performances globales et les dimensions géométriques du transformateur. Les propriétés des tôles d'acier au silicium doivent d'abord être clairement définies, puis déterminer le diamètre de la branche centrale, la section transversale et la section transversale de l'étrier. Les spécifications finales du noyau sont déterminées une fois les calculs de bobinage terminés.

Les tôles d'acier au silicium utilisées dans les noyaux comprennent des types laminés à chaud (tels que DR315-50, DR290-50) et des types laminés à froid. Le premier a des performances moins bonnes et une perte spécifique (perte par unité) plus élevée, tandis que le second offre de meilleures performances et une perte spécifique plus faible, ce qui en fait le choix préféré pour les transformateurs à faibles pertes. Les transformateurs modernes à faibles pertes utilisent des tôles d'acier au silicium laminées à froid de haute qualité, à grains orientés.