CHH Power se concentre sur l'amélioration de la structure du noyau (un facteur contrôlable par le fabricant pour réduire les pertes à vide) afin de diminuer efficacement ces dernières. En optimisant les soudures, la largeur de recouvrement et le choix de la largeur du noyau, nous obtenons une distribution uniforme de la densité de flux magnétique, ce qui permet de réduire la densité magnétique locale aux angles du noyau sans modifier sa section efficace. Vous trouverez ci-dessous trois stratégies d'optimisation pratiques et économiques, validées par des données d'essais.
Les interstices aux joints des tôles d'acier au silicium du noyau augmentent la résistance magnétique. Ceci accroît la densité magnétique locale des lamelles adjacentes, ce qui entraîne une perte à vide et une capacité d'excitation plus élevées.
- L'ajout d'étapes supplémentaires au niveau de la couture réduit les pertes locales dans la zone de la couture, mais le bénéfice marginal diminue avec chaque étape supplémentaire.
- Les étapes de soudure plus avancées augmentent également la difficulté de traitement, le temps de découpe des tôles d'acier au silicium et la complexité d'empilage des noyaux, ce qui accroît les coûts de production.
- Les joints de troisième ordre offrent un équilibre entre performance et faisabilité du processus : l'empilement alterné de trois types de laminations, l'ajout d'un seul type de feuille à la colonne centrale, augmentent légèrement la complexité du processus tout en améliorant considérablement les propriétés magnétiques.
CHH Power a testé les transformateurs S9-800/10 et S9-1000/10 avec la même conception, la même structure et les mêmes matériaux, ne faisant varier que les joints de recouvrement du noyau :
- Joints décalés : 2 unités (1000 kVA).
- Joints de troisième ordre : 3 unités (1000 kVA) + S9-800/10 unités.
RésultatÀ section transversale de colonne centrale égale, les joints de troisième ordre réduisent les pertes à vide de 7 à 8 % en moyenne par rapport aux joints décalés, avec seulement de légères augmentations du temps de découpe de l'acier au silicium et d'empilage des noyaux.
La largeur du recouvrement de la zone de jonction entre les bras du noyau et les culasses transversales (aux angles des tôles du noyau) influe sur les performances à vide. Des recouvrements plus importants élargissent les trajets du flux magnétique, ce qui augmente les pertes à vide.
Les tests montrent que pour les joints à 45°, chaque augmentation de 1 % de la surface de recouvrement augmente la perte à vide de 0.3 %.
- Il convient d'équilibrer les pertes à vide et la résistance mécanique afin de sélectionner la surface de recouvrement optimale.
- Modifier la zone de joint d'empilement en forme de tour du noyau : réduire la taille de certains trous triangulaires dans le noyau afin de diminuer la densité magnétique locale au niveau de ces trous.
- Ajuster l'angle de laminage du noyau : le réduire de 10 mm à 5 mm. Cela augmente la section transversale des cavités triangulaires aux angles du noyau, réduisant ainsi la densité magnétique locale et permettant des économies d'énergie importantes.
Noyau de transformateur Les pertes à vide sont liées à la fois aux pertes fer et au poids du noyau. Le poids aux coins du noyau est un élément clé du poids total du noyau, influant directement sur le coût du transformateur et les pertes à vide.
CHH Power optimise la conception de la largeur du noyau pour réduire le poids inutile aux angles :
- Évitez une largeur de noyau excessive qui augmente la consommation de matériau d'angle.
- Adapter la largeur du noyau aux exigences de flux magnétique, en assurant une densité de flux uniforme tout en minimisant la consommation de matériau du noyau.
Double avantage: Réduit les coûts des matériaux du noyau et diminue les pertes à vide (car un poids de noyau moindre signifie moins de pertes par hystérésis et par courants de Foucault).
- Toutes les optimisations visent à obtenir une densité de flux magnétique uniforme : la section efficace du noyau reste inchangée, évitant ainsi tout impact négatif sur la capacité de charge du transformateur.
- Les joints de troisième ordre nécessitent un contrôle précis de l'empilement des laminations pour garantir l'alignement des joints ; CHH Power utilise des équipements d'empilage automatisés pour maintenir la stabilité du processus.
- La réduction de la largeur du recouvrement ne doit pas compromettre la résistance mécanique : nous effectuons des tests de contrainte structurelle pour confirmer la stabilité du noyau après optimisation.
