Noyaux de transformateurs électriques basse tension

Les transformateurs sont des appareils électriques qui modifient la tension d'un courant d'un circuit à un autre. Ils sont utilisés dans diverses applications industrielles, commerciales et résidentielles.

Ils peuvent être classés en plusieurs types différents en fonction de leurs matériaux de base et de leurs configurations de connexion. Le type le plus courant est un transformateur à noyau de ferrite. Il peut être conçu avec une variété de formes, de tailles et de types pour répondre aux exigences de l'application.

La perméabilité magnétique est un facteur clé dans la conception d’un transformateur et elle a un impact sur la perte d’énergie ou d’électricité pouvant survenir dans le noyau. Un noyau de fer massif, par exemple, présente une perméabilité très élevée. Il est souvent associé à d’autres éléments pour réduire les pertes dans le cœur et offrir de bonnes performances.

La densité du champ électromagnétique est également un facteur majeur dans la conception d'un transformateur. Cela dépend du type de matériau de base, qui peut être de l'acier amorphe ou du fer massif.

Noyaux amorphes ont très peu de pertes, ce qui les rend idéaux pour des alimentations électriques efficaces. Ils offrent également de très bonnes performances et sécurité à haute température.

Les courants magnétisants sont la principale source de pertes dans un noyau de transformateur, et ils peuvent être encore réduits en améliorant sa conception. Les moyens les plus courants d'y parvenir consistent à réduire la quantité de courants de circulation (courants de Foucault) à l'intérieur du noyau de fer lui-même et à améliorer le couplage magnétique entre les deux enroulements.

Pertes par courants de Foucault

La manière la plus importante de réduire les courants de Foucault consiste à rapprocher très étroitement les deux enroulements et à augmenter leur couplage magnétique. Ce type de construction, connu sous le nom de construction à bobines concentriques, présente l'avantage de permettre à presque toutes les lignes de force magnétiques de passer à travers les deux enroulements en même temps.

Cependant, elle présente également l'inconvénient d'entraîner une augmentation importante des pertes magnétiques. En effet, le contact accru entre les deux enroulements entraîne une trajectoire de réluctance plus élevée pour le champ magnétique.

Ces pertes peuvent être encore réduites en garantissant que le chemin de réluctance du flux magnétique n'est obstrué par aucun matériau externe. Ceci peut être réalisé en construisant un noyau de type coque, dans lequel les enroulements primaire et secondaire sont enroulés sur la même branche centrale ou branche du transformateur qui a deux fois la section transversale des branches extérieures de la même conception.

Le flux de fuite est une autre caractéristique importante de ce type de noyau, et il peut être surmonté en disposant les enroulements sur chaque jambe de sorte que le flux magnétique circulant autour des jambes de chaque jambe ait un chemin fermé pour circuler autour des deux côtés externes aux bobines avant de revenir. aux bobines centrales. Cela permet au flux magnétique d'être beaucoup plus efficace et peut entraîner une meilleure efficacité globale par rapport à d'autres types de constructions de transformateurs.

En plus de réduire le flux de fuite, un noyau de type coque peut également contribuer à améliorer l'efficacité globale d'un transformateur en permettant aux harmoniques triples de circuler dans les branches de l'enroulement avec un chemin efficace à faible réluctance, comme indiqué ci-dessus. Cela permet d'absorber la distorsion de tension ligne-neutre observée dans certains autres types de constructions de transformateurs.