Noyau empilé personnalisé de 2 500 kVA avec tôle d'acier rectangulaire au silicium

Pourquoi choisir la structure « Stacked » ?

 

La conception d'un noyau empilé est entièrement centrée sur la « réduction des pertes d'énergie » et « l'amélioration de l'efficacité du circuit magnétique », avec deux principes clés :

 

Suppression de la perte par courants de Foucault : Le revêtement isolant à la surface des tôles d'acier au silicium divise le noyau en couches minces indépendantes, empêchant les champs magnétiques alternatifs de former des courants de Foucault à grande échelle à l'intérieur du noyau et évitant le gaspillage d'énergie électrique convertie en chaleur. Des feuilles plus minces entraînent des trajets de courants de Foucault plus courts et des pertes moindres.

 

Optimiser la continuité du circuit magnétique : Les tôles d'acier au silicium sont empilées de manière ordonnée en fonction de la direction du circuit magnétique (en particulier le sens de laminage de l'acier au silicium à grains-orientés), permettant au flux magnétique de se conduire le long du trajet avec une perméabilité magnétique optimale et de réduire la résistance magnétique. Par exemple, lorsqu'un « empilement décalé » est adopté, l'intervalle du circuit magnétique est considérablement réduit, ce qui réduit encore davantage la perte de résistance magnétique.

 

 

Matériau de base : tôles d'acier au silicium

 

Les performances d'un noyau empilé sont déterminées par des tôles d'acier au silicium, qui sont divisées en deux catégories en fonction de leurs propriétés magnétiques pour s'adapter à différents scénarios :

 

Tôles d'acier au silicium non orientées- : Ils ont des propriétés magnétiques uniformes dans toutes les directions, sont faciles à traiter et-rentables. Ils sont principalement utilisés dans les équipements à fréquence industrielle - à efficacité énergétique ordinaire (tels que les moteurs d'appareils électroménagers et les petits transformateurs de distribution).

 

Tôles d'acier au silicium à grains orientés-(CRGO) : Ils ont une perméabilité magnétique élevée et une faible perte de fer dans le sens de roulement, et sont utilisés dans des équipements à haut-efficacité (tels que les transformateurs haute-tension et les réacteurs pour onduleurs solaires).

 

 

Méthodes d'empilement traditionnelles

 

Les méthodes d'empilement affectent directement l'efficacité du circuit magnétique, avec deux types de noyaux :

 

Empilement décalé (empilage par étapes): Les bords des tôles d'acier au silicium sont traités en forme d'escalier. Les joints étagés des couches adjacentes sont complètement décalés, permettant une transition fluide du circuit magnétique. Cette méthode entraîne une perte de fer inférieure à celle de l'empilement à plat et constitue le premier choix pour les équipements de moyenne et haute -puissance.

 

Empilage à plat: Les bords des tôles d'acier au silicium sont plats et les joints des couches adjacentes sont alignés. Ce processus est simple mais entraîne de grands écarts dans les circuits magnétiques et des pertes élevées. Il n'est donc utilisé que dans des équipements simples ayant de faibles exigences de performance (tels que les moteurs de jouets et les petits chargeurs).

 

 

Noyau empiléAppliqueration

 

En raison de sa structure flexible et de son coût contrôlable, le noyau empilé est utilisé dans différents types d’équipements électromagnétiques :

 

• Transformateurs de distribution : Pour les transformateurs de distribution à moyenne et basse tension-, l'acier au silicium à grains-orientés avec un empilement décalé est adopté pour répondre aux exigences de fonctionnement à faibles-pertes des réseaux électriques.

 

• Puissance-Réacteurs de fréquence: Pour les réacteurs de filtrage et les réacteurs de compensation dans les systèmes électriques, un circuit magnétique stable est requis pour supprimer les harmoniques. La structure symétrique du noyau empilé assure une distribution uniforme du flux magnétique.

 

• Stators/Rotors de moteur : Pour les noyaux de stator des moteurs industriels et domestiques, de l'acier au silicium non orienté -avec empilement plat est utilisé pour équilibrer le coût et l'efficacité énergétique de base.

 

• Équipements pour les nouvelles énergies : Pour les transformateurs d'isolement des onduleurs solaires et les noyaux des convertisseurs de stockage d'énergie, de l'acier au silicium à grain fin-orienté-avec empilement est adopté pour s'adapter aux conditions de travail à haute-fréquence et réduire les pertes.