Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
Revêtements auto-adhésifs de type Backlack sur tôles de transformateur vous offrent des noyaux plus solides, plus silencieux et plus stables, tout en réduisant quelque peu la flexibilité en matière de réparation et en augmentant la rigueur des processus et les coûts des matériaux. Ce compromis n'est pas théorique : il se reflète dans vos chiffres de pertes, vos tests de bruit, votre plan d'investissement et, à terme, dans la difficulté de votre prochaine réparation majeure.
L'acier ne change pas. Les chemins de flux ne découvrent pas soudainement de nouvelles propriétés physiques. Ce qui change, c'est la manière dont chaque lamelle communique avec la suivante.
Au lieu de se contenter d'une fine couche d'isolant inorganique, de pinces, d'une géométrie à recouvrement, de soudures ou d'interverrouillages, Backlack ajoute un vernis de liaison organique qui sert à la fois d'isolant et d'adhésif. Sous l'effet de la chaleur et de la pression, le revêtement durcit et les laminés se fixent les uns aux autres sur toute leur surface, transformant un ensemble lâche en un bloc rigide et isolé.
Les fournisseurs décrivent ce procédé comme un assemblage sur toute la surface pouvant remplacer la plupart des méthodes d'assemblage mécaniques, en particulier lorsque des aciers NGO/GO de faible épaisseur sont utilisés et que les verrouillages ou soudures traditionnels deviennent problématiques.
Cela semble simple. Ce n'est pas le cas, mais l'idée l'est.
Les pertes dans le noyau sont déjà dominées par la qualité du matériau, l'épaisseur du laminage et la géométrie. Le choix du revêtement intervient généralement plus tard dans la discussion. Avec Backlack, il passe au premier plan.
Un noyau de transformateur conventionnel utilise un revêtement inorganique pour briser les chemins des courants de Foucault entre les lamelles ; chaque feuille est en fait un conducteur séparé avec une résistance plus élevée sur toute son épaisseur. Lorsque vous introduisez un collage sur toute la surface, vous conservez cette isolation, mais vous éliminez également de nombreux petits espaces d'air et contacts dus aux bavures qui apparaissent autour des interverrouillages, des noyaux de soudure, des trous de rivets et des bords coupés de manière grossière. Le langage marketing promet généralement une « perte de noyau réduite » ; la réalité est plus nuancée.
Des études et des tests réalisés par des fournisseurs sur des empilements d'acier électrique collés montrent que :
Pour un transformateur de distribution, cela ne signifie pas des chiffres miraculeux. Considérez plutôt cela comme une réduction de quelques pourcents des pertes dans le noyau qui étaient déjà acceptables, en particulier à des densités de flux plus élevées où tout point chaud local supplémentaire est préjudiciable. L'effet est plus marqué lorsque vous devriez autrement souder ou riveter le noyau et introduire des contraintes locales et des ponts métalliques.
D'autre part, le revêtement lui-même ajoute une petite épaisseur non magnétique. Si le processus n'est pas bien contrôlé et que le film est trop épais ou irrégulier, le facteur d'empilement diminue et une partie de votre gain est perdue. C'est pourquoi les lignes Backlack accordent une importance particulière à l'épaisseur du film et à la pression d'adhérence ; le revêtement peut améliorer le facteur d'empilement en comblant les micro-espaces, mais il peut également le nuire si la couche est excessive.
En bref : les revêtements auto-adhésifs vous aident à éviter les mauvais contacts, pas les mauvais aciers. Si vous utilisez déjà du GO de haute qualité avec une découpe soignée et un minimum de soudure, l'avantage électrique est réel mais pas infini.
D'un point de vue mécanique, un empilement laminé collé se comporte davantage comme un bloc composite unique que comme un ensemble de feuilles détachées. Cela a des conséquences.
Lorsque les lamelles sont collées entre elles sur toute leur surface, vous obtenez une rigidité accrue et une meilleure conservation de la forme. Il n'y a pas de cliquetis au niveau des joints, moins de problèmes de glissement des laminages sous l'effet des vibrations et moins de risque de déplacement local lorsque le transformateur subit des forces électrodynamiques lors d'un démarrage ou d'un défaut, à condition que le serrage externe soit conçu de manière judicieuse. Les données des fournisseurs et une longue expérience dans le domaine des moteurs montrent que le collage sur toute la surface offre une grande stabilité mécanique et une grande précision dimensionnelle en évitant les contraintes induites par le soudage.
Passons maintenant au bruit. La magnétostriction fait « chanter » les noyaux des transformateurs. Chaque petit espace ou bord lâche devient un haut-parleur miniature. Des travaux classiques sur les laminages de fer silicium ont montré que le collage des laminages à l'aide d'un adhésif flexible réduit considérablement les vibrations magnétostrictives par rapport aux empilements lâches. Les vernis de collage modernes sont conçus dans un souci d'amortissement ; les fabricants vantent explicitement la réduction du bruit comme l'un des principaux avantages des revêtements de type Backlack.
Pour les transformateurs de distribution dans les environnements résidentiels ou professionnels, cette réduction du bourdonnement audible est souvent plus importante que le dernier watt de perte dans le noyau. Et cela fonctionne aussi bien dans les unités de type sec que dans les unités immergées dans l'huile, bien que les détails diffèrent.
Il y a un revers à la médaille. Si vous comptez émotionnellement sur l'adhésif pour supporter les forces de court-circuit, vous vous trompez. Dans les gros transformateurs de puissance, les forces mécaniques générées lors des défauts sont toujours absorbées par les châssis, les entretoises et les pinces. L'adhésif doit empêcher les lamelles de vibrer et de glisser, et non remplacer les supports en acier. Si la liaison se fissure localement sous l'effet de contraintes dues à un mauvais durcissement ou à une température excessive, vous pouvez vous retrouver avec un bruit très localisé et difficile à réparer sans démonter le noyau.
L'air est un très mauvais conducteur thermique. Le vernis adhésif n'est pas extraordinaire, mais il est nettement meilleur que l'air.
Les fournisseurs de vernis soulignent que le collage sur toute la surface améliore le transfert thermique axial, car la conductivité thermique du vernis dépasse celle des poches d'air laissées par l'emboîtement ou le soudage discret. Les fabricants de laminés autocollants font état de conceptions d'empilement où la température axiale peut baisser de plusieurs degrés Celsius par rapport aux laminés assemblés mécaniquement, à charge égale.
Sur une carte thermique, cela se traduit par un gradient plus régulier le long du pourtour : moins de points chauds locaux où les laminages perdent le contact ou se soulèvent légèrement autour des joints mécaniques. Pour les transformateurs à huile, une meilleure répartition de la chaleur à l'intérieur du noyau rend également les schémas d'écoulement de l'huile moins extrêmes, ce qui est bénéfique pour les marges de vieillissement.
C'est au niveau du comportement à haute température qu'il faut faire preuve de prudence. Certains vernis de collage conçus pour les aciers ONG peuvent conserver une résistance au pelage utile après de courtes expositions à 250 °C. Cela ne transforme pas le revêtement en un adhésif structurel haute température ; cela signifie simplement que la liaison résistera généralement aux cycles d'assemblage courants et à certains scénarios de surcharge sans se décoller instantanément.
À long terme, la couche organique continue de vieillir. Si votre transformateur fonctionne régulièrement avec un point chaud proche de la limite supérieure de sa classe et subit de fréquentes surcharges, l'adhésif devient un élément supplémentaire à valider dans votre modèle de durée de vie. Il résiste généralement bien, mais il n'est pas immortel.
Sur le papier, Backlack simplifie les choses : moins de soudures, pas de verrouillages, pas de colle séparée, il suffit d'appuyer et de chauffer. En production, cela ajoute un nouveau type de complexité.
Un revêtement auto-adhésif est généralement basé sur un système époxy qui durcit sous une combinaison définie de température, de pression et de temps, formant une liaison très résistante sur toute la surface de stratification. Les fournisseurs fournissent des fenêtres de traitement qui définissent la température d'empilement et le temps de maintien, souvent avec des options de liaison rapide qui utilisent le chauffage par induction pour atteindre la température de liaison en quelques minutes.
Cela crée plusieurs réalités pour une usine de transformateurs :
Vous dépendez désormais d'une bonne uniformité de température sur l'ensemble de la pile. Les noyaux de moteur minces sont relativement faciles à chauffer, contrairement aux branches et aux culasses épaisses des transformateurs. Si le centre du noyau est en retard par rapport à la surface, vous risquez d'obtenir un collage partiellement durci : solide près des lamelles extérieures, faible au milieu. Cela se traduira plus tard par du bruit, des mouvements locaux ou des défaillances inhabituelles lors des tests de collage.
Vous devez également contrôler davantage de paramètres de processus : épaisseur du revêtement, conditions de stockage, programme de durcissement, propreté du laminage. Les rebuts dus à un sous-collage ou à un surcollage ne sont pas aussi visibles qu'une mauvaise soudure. Ils n'apparaissent souvent que lors de tests acoustiques ou de contrôles mécaniques, ce qui peut vous amener à découvrir les problèmes trop tard.
En termes de coût, l'acier revêtu est plus cher qu'un revêtement conventionnel de plaque centrale seul. Vous réalisez des économies sur les opérations de soudage et d'emboîtement, et éventuellement sur le temps d'assemblage si vos presses à coller sont dimensionnées correctement pour le volume. Le vernis de collage est commercialisé comme un moyen de réduire le coût global d'assemblage des aciers de faible épaisseur où le soudage est difficile. Que cela soit vrai pour votre gamme de transformateurs dépend des volumes, des outils existants et de ce que vous avez déjà amorti.
Vous troquez donc les gabarits de soudage et les soudeurs qualifiés contre des presses, des fours (ou des systèmes à induction) et des ingénieurs de procédés. Il s'agit toujours de métallurgie, mais avec un peu plus de chimie.
Les Transformers mènent une vie longue et ennuyeuse, jusqu'à ce que cela change. La réparation du noyau est un chapitre important de cette histoire, et Backlack en modifie le scénario.
Les noyaux empilés traditionnels maintenus ensemble à l'aide de pinces, de cales et d'une petite quantité de vernis peuvent être démontés. Les ateliers de réparation réempilent régulièrement les lamelles, remplacent les feuilles endommagées et reconstruisent le noyau après des défaillances d'isolation ou des accidents mécaniques. Le processus est salissant, mais réalisable.
Un noyau entièrement collé est différent. Une fois que les lamelles sont collées sur toute leur surface, il est pratiquement impossible de les séparer sans les détruire à grande échelle. De petites réparations autour des bords extérieurs peuvent encore être possibles, mais tout ce qui est plus profond a tendance à se transformer en déchets.
Cela a deux conséquences.
Tout d'abord, vous devez avoir davantage confiance dans vos marges de conception initiales, en particulier pour les unités dont la réparabilité sur site fait partie du modèle commercial. Ensuite, lorsqu'un incident catastrophique survient dans un transformateur à noyau collé, il est souvent plus rentable de le remplacer entièrement plutôt que de le réparer en profondeur. Cela peut être acceptable pour les unités de distribution de petite et moyenne taille, mais pas pour les très gros transformateurs de puissance dont la logistique est complexe.
La défaillance de la liaison est un autre mode de défaillance. Elle se manifeste généralement par un bruit ou une vibration localisés, et non par une défaillance électrique immédiate. Si une partie du noyau perd sa liaison en raison d'un durcissement inadéquat ou d'un vieillissement thermique, les lamelles peuvent commencer à vibrer les unes contre les autres, augmentant ainsi les pertes locales et le bruit acoustique. Il est parfois possible de détecter ce problème à l'aide de mesures minutieuses du bruit et des vibrations, mais pour le résoudre, il faut souvent démonter une grande partie de l'appareil pour atteindre une petite zone.
Avec Backlack, vous vous engagez. Et plus tard, vous payez pour cet engagement, d'une manière ou d'une autre.
Le tableau ci-dessous compare les revêtements Backlack/auto-adhésifs sur les tôles laminées de transformateurs avec les revêtements inorganiques plus traditionnels associés à un serrage mécanique ou à une soudure. Il est rédigé du point de vue d'une personne qui cherche à choisir une nouvelle conception, et non dans une optique marketing.
| Aspect | Laminages Backlack / auto-adhésifs | Revêtement conventionnel + serrage / soudage |
|---|---|---|
| Isolation interlaminaire et perte dans le noyau | Adhérence sur toute la surface avec une bonne isolation ; réduit les courts-circuits locaux au niveau des bavures et des joints mécaniques, ce qui permet souvent d'obtenir une perte globale légèrement inférieure dans le noyau, en particulier là où le soudage serait autrement utilisé. | Repose sur un revêtement de plaque centrale et des pinces ; toute soudure, rivet ou verrouillage crée des ponts métalliques locaux et des contraintes, ce qui peut augmenter les pertes dans ces zones. |
| Facteur d'empilement | Permet d'obtenir un facteur d'empilement élevé si l'épaisseur du film est strictement contrôlée ; l'adhésif comble les micro-interstices et maintient les laminages à plat. | Facteur d'empilement très élevé possible, mais les espaces d'air dus aux verrouillages et à la déformation des soudures compensent en partie cet avantage ; des pratiques d'assemblage approximatives peuvent causer davantage de dommages. |
| Comportement acoustique | Les faces collées et le vernis viscoélastique amortissent les vibrations magnétostrictives ; le résultat typique est un noyau plus silencieux, en particulier sous un flux plus élevé. | Plus sujet au bourdonnement de stratification et aux vibrations des joints, en particulier près des soudures et des colliers de serrage ; un traitement acoustique est souvent nécessaire ailleurs dans la conception. |
| Trajet thermique | Le contact sur toute la surface offre un meilleur transfert thermique axial que les espaces d'air ; les points chauds le long des branches et des étriers ont tendance à être plus lisses. | La chaleur doit traverser des espaces et des contacts imparfaits ; des pics de température locaux autour des joints et des lamelles soulevées sont plus probables. |
| Rigidité mécanique | Rigidité et stabilité dimensionnelle élevées de la pile ; risque réduit de décalage des laminages pendant la manipulation et le fonctionnement normal, en supposant un durcissement correct. | La rigidité provient principalement des cadres, des pinces et des soudures ; les laminages peuvent bouger légèrement à l'intérieur du pack, ce qui peut entraîner du bruit ou de l'usure à long terme. |
| Comportement en cas de court-circuit / défaut | L'adhésif contribue à la structure, mais ne doit pas être l'élément structurel principal dans les grands noyaux ; un renfort mécanique solide reste nécessaire pour supporter les forces électrodynamiques. | Entièrement dépendant de la structure mécanique ; le comportement est bien connu et les méthodes de réparation sont établies, au prix d'une plus grande quantité de métal structurel et parfois d'une contrainte locale plus élevée. |
| Fabrication et durée du cycle | Élimine de nombreuses étapes de soudage et d'emboîtement ; nécessite des presses et un chauffage contrôlé. Les méthodes de collage rapide permettent d'obtenir des temps de collage courts, mais exigent un contrôle rigoureux du processus. | Utilise des processus standard largement compris ; peut être plus lent dans la production à grand volume de pièces de faible épaisseur en raison de l'assemblage mécanique et des corrections post-soudage. |
| Coût d'investissement et coût d'exploitation | Prix de l'acier plus élevé et investissement dans des équipements de collage ; peut réduire la main-d'œuvre nécessaire pour le soudage et les retouches. Les économies augmentent avec le volume et l'utilisation d'acier de faible épaisseur. | Coût des matériaux réduit et outils plus simples si vous possédez déjà du matériel de soudage et de serrage ; travail exigeant en main-d'œuvre lorsque haute précision et faible niveau sonore sont requis. |
| Entretien et réparation | Les noyaux sont pratiquement impossibles à démonter ; les réparations importantes impliquent souvent la mise au rebut du noyau et le remplacement de l'unité ou de la partie active. | Les noyaux peuvent généralement être démontés, les lamelles réempilées ou remplacées, et le noyau réutilisé après des défaillances majeures, en particulier dans les grandes unités. |
| Sensibilité à la qualité | Forte dépendance à l'épaisseur du film, au profil de durcissement, à la propreté et au stockage ; les défaillances peuvent rester cachées jusqu'aux derniers tests. | Plus tolérant aux petites variations de processus ; les problèmes tels que les soudures défectueuses ou les laminages endommagés sont plus faciles à détecter à un stade précoce. |
| Point idéal typique | Applications à haut volume, puissance faible à moyenne, sensibles au bruit, où les améliorations des matériaux et le contrôle des processus sont justifiés par des objectifs d'efficacité et acoustiques. | Conceptions ponctuelles ou à faible volume, très grandes unités ou usines dotées d'une infrastructure de soudage/serrage bien établie et de solides pratiques de réparation en interne. |
Si vous considérez les transformateurs comme des objets essentiellement mécaniques composés de cuivre et d'acier, Backlack est un choix de fabrication qui influe sur les performances.
Pour les transformateurs de distribution de petite et moyenne taille, en particulier les modèles de type sec ou à faible bruit, les revêtements auto-adhésifs sont intéressants lorsque vous êtes prêt à investir dans le contrôle des processus. Vous obtenez des noyaux plus silencieux, des pertes légèrement inférieures, une meilleure dissipation thermique et des pièces qui résistent mieux à la manipulation. Vous vous engagez également dans une philosophie de réparation différente et vous comptez davantage sur la stabilité d'une couche organique pendant des décennies.
Pour les très gros transformateurs de puissance, la situation est moins claire. Les renforts mécaniques, les contraintes de transport et les pratiques de réparation établies dominent la décision. Les laminages collés peuvent encore jouer un rôle dans des sous-ensembles spécifiques ou dans des conceptions expérimentales, mais les noyaux serrés et réempilables restent la solution la plus prudente.
La question n'est donc pas « Backlack est-il un bon produit ? », mais « Quelle place un noyau rigide, silencieux et difficile à réparer peut-il occuper dans votre gamme de produits, votre usine et votre modèle de service ? ».
Une fois que vous aurez répondu à cette question, le choix du revêtement s'imposera de lui-même.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
French 
English 
German 
Spanish 
Italian 
Japanese 
Korean 
Dutch 
Indonesian