Laissez les piles de pelliculage de Sino renforcer votre projet !

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.

Perte dans le noyau d'une tôle CRGO (W/kg) en fonction de la densité de flux : guide pratique de sélection

Table des matières

1. Perte de noyau en fonction de la densité de flux : ce que dit vraiment la courbe

CRGO Les fiches techniques donnent généralement quelques points durs :

  • P1.5/50 ou W15/50
  • P1.7/50 ou W17/50

Parfois, un seul d'entre eux. Le moulin garantit un point d'induction ; tout le reste de la courbe est "typique".

Le problème : on ne fait jamais fonctionner le noyau exactement au point de garantie. On utilise "la densité de flux décidée par la conception et les tolérances", plus les événements de sur-flux, plus les limites de bruit, plus la réalité de l'empilage.

Traitez donc la courbe P-B de la manière suivante :

  • Point de garantieLe prix de l'ancre pour l'achat de l'ancre est fixé par la Commission européenne.
  • Courbe P(B) complèteLe projet de loi sur l'immigration et la protection des réfugiés (LIPR) a été adopté par l'Assemblée générale des Nations unies.

Un ensemble de données CRGO typique à 50 Hz, tiré d'une brochure GOES classique, se présente comme suit pour les degrés 0,23 et 0,27 mm (M-3 et M-4) :

Densité de flux B (T)M-3, 0,23 mm (W/kg)M-4, 0,27 mm (W/kg)
1.00.2830.338
1.30.4770.575
1.50.6580.792
1.71.0021.144
1.81.3531.386

Trois points discrets que les ingénieurs connaissent, mais que les acheteurs ignorent parfois :

  1. Les pertes augmentent fortement entre 1,5 T et 1,7 T. Pour M-3, le tableau ci-dessus indique une augmentation de ~52% (0,658 → 1,002 W/kg) rien que pour ce changement de 0,2 T.
  2. L'épaisseur fait plus mal à B élevé. À 1,0 T, les différences entre M-3 et M-4 sont d'environ 0,055 W/kg. À 1,7 T, l'écart est de ~0,14 W/kg. Les termes de Foucault font leur travail.
  3. Le label "M-grade" n'est qu'une fenêtre. Les catalogues modernes situent le "M3" typique de 0,23 mm autour de 0,7-0,8 W/kg à 1,5 T et ~1,08-1,17 W/kg à 1,7 T, en fonction de l'usine et de la génération d'acier.

Ainsi, lorsque quelqu'un dit "ceci est M3, 0,23 mm", cela ne suffit pas. Vous avez toujours besoin de la courbe, ou au moins de deux points sur celle-ci.


2. Décidez d'abord de votre fenêtre de densité de flux, puis de votre grade.

Vous pouvez choisir la qualité CRGO et l'épaisseur du laminage de plusieurs façons. La plus ennuyeuse est la plus efficace :

Fixer une bande de densité de flux opérationnelle réaliste, puis acheter de l'acier qui se comporte de manière acceptable à l'intérieur de cette bande.

Fenêtres de travail approximatives à 50 Hz, pour les noyaux CRGO dans l'huile, en supposant des transformateurs ONAN/ONAF et des marges de refroidissement décentes :

  • Transformateurs de distribution (≤630 kVA)
    • B_work : 1.55-1.65 T
    • Les lignes à haute perte utilisent souvent 1,7 T à la prise nominale ; les variantes à faible perte préfèrent 1,6 T.
  • Transformateurs de moyenne puissance (jusqu'à ~40 MVA)
    • B_work : 1.6-1.7 T
    • Ne poussez vers 1,7 T que si les pertes à vide sont légères et que l'encombrement est important ; les limites de bruit et de sur-flux s'appliquent dans ce cas.
  • Transformateurs à sec
    • B_work : 1.5-1.6 T
    • Les contraintes liées au bruit et aux décharges partielles font généralement baisser le flux d'un cran ; les types secs sont moins tolérants au sur-flux et à la saturation locale.
  • Réacteurs, inductances spéciales à 50/60 Hz
    • De 1,2 à 1,5 T, en fonction de l'ondulation, de la polarisation en courant continu et du bilan des pertes.

Il ne s'agit pas de valeurs établies par des règles. Ce sont des "chiffres que les gens utilisent discrètement" parce qu'ils survivent à l'expérience sur le terrain et aux habitudes de surtension du réseau.

Une fois que vous avez accepté cette fenêtre en interne, la sélection des grades devient beaucoup moins bruyante.


3. Traduction d'une fenêtre de flux en prévisions de perte de cœur

Utilisons le tableau M-3 / M-4 comme modèle simple et supposons que votre conception fonctionne à environ 1,55 T en régime permanent.

Les ingénieurs savent que la perte en fonction de B n'est pas une loi de puissance parfaite, mais entre 1,3 et 1,7 T, elle se comporte "grosso modo" de la sorte :

P(B) ≈ P_ref - (B / B_ref)^n, avec n autour de 1,6-2,0 en fonction de l'acier et de la fréquence.

Il s'agit maintenant d'élaborer des scénarios à 50 Hz :

  • M-3 à 1,5 T : P ≈ 0,66 W/kg (tableau)
  • M-3 à 1,6 T : P ≈ 0,79 W/kg (tableau)
  • M-3 à 1,7 T : P ≈ 1,00 W/kg (tableau)

Pour un noyau de 2 000 kg, c'est.. :

  • ~1,3 kW à vide à 1,5 T
  • ~1,6 kW à 1,6 T
  • ~2,0 kW à 1,7 T

Même acier, mêmes piles de laminage. Seul le B se déplace.

Ainsi, pour un ingénieur acheteur, P1.5/50 et P1.7/50 ne sont pas seulement des numéros de catalogue - c'est un moyen rapide d'esquisser exactement la pénalité que vous payez si le concepteur augmente le flux de 0,1 T pour économiser du cuivre.

Transformateur soumis à un test de perte de noyau en laboratoire

4. Quand est-il judicieux de payer pour de l'acier affiné Hi-B ou de l'acier affiné par domaine ?

La plupart des qualités Hi-B ou inscrites au laser se situent à peu près un cran plus haut sur la courbe de perte que le CRGO conventionnel à la même épaisseur. Les valeurs typiques P1.7/50 autour de 0,7-0,9 W/kg à 0,23-0,30 mm sont courantes dans les catalogues modernes.

Cela ne signifie pas automatiquement que vous devriez les acheter.

Pensez-y en trois fois :

  1. Pénalité pour perte Coût à vie
    • Utilisez le modèle de coût de propriété de votre compagnie d'électricité ou de votre entreprise. Convertissez un supplément de 0,2-0,3 W/kg à votre flux de travail en kWh sur la durée de vie garantie.
    • A comparer avec la prime par kg de pile de pelliculage pour Hi-B.
  2. Poussée de conception
    • Si vous avez déjà un B_work ≥ 1,65 T et que vous êtes proche des limites de bruit ou de température, les qualités conventionnelles moins chères vous laissent très peu de marge de manœuvre.
    • Le Hi-B permet d'obtenir soit une perte plus faible pour le même B, soit une perte similaire pour un B légèrement plus élevé (noyau plus petit, moins de cuivre).
  3. Stabilité des spécifications
    • Si votre appel d'offres indique simplement "M3, 0,23 mm" sans les numéros P1.5/50 ou P1.7/50 et les conditions d'essai, les usines proposeront ce qui se trouve dans leur tiroir "M3-ish" ce mois-là. Il peut s'agir de CRGO conventionnel une année et d'un mélange avec des variantes à haute perméabilité l'année suivante.

En résumé : payez pour Hi-B quand vous le voulez :

  • ont une pénalité contractuelle en cas de perte sans charge, ou
  • Il a vraiment besoin des performances en matière de compacité et de bruit et a fait le calcul.

Sinon, un CRGO conventionnel bien spécifié (avec des limites explicites de W/kg) et une fenêtre B raisonnable sont généralement suffisants.


5. Épaisseur du pelliculage : 0,23 vs 0,27 vs 0,30 mm dans le monde réel

De nombreux articles de blog dressent déjà une liste qualitative de l'épaisseur et des pertes. L'histoire habituelle tient toujours : une bande plus fine, des pertes par effet de Foucault plus faibles, meilleures à des flux et des fréquences plus élevés - et un coût de traitement plus élevé.

Une façon pratique d'y réfléchir :

  • 0,23 mm CRGO (souvent "M3")
    • Bon équilibre pour la distribution et de nombreux transformateurs de puissance.
    • P1.7/50 typique dans les offres réelles : environ 1,0-1,2 W/kg.
  • 0,27 mm CRGO (souvent "M4")
    • Moins cher, traitement plus facile, perte légèrement plus élevée, surtout au-dessus de 1,6 T.
    • Le tableau ci-dessus montre que l'écart de perte par rapport à 0,23 mm s'accroît lorsque l'on passe de 1,3 T à 1,7 T.
  • 0,30 mm et 0,35 mm ("M5/M6")
    • Prix attractif par kg.
    • Les pertes à vide sont beaucoup moins intéressantes lorsqu'elles sont proches de 1,7 T, sauf dans le cas de projets très coûteux ou de projets de modernisation.

Plutôt que de dire "0,23 c'est la prime, 0,27 c'est la norme, 0,30 c'est le budget", il faut donc formuler les choses de la manière suivante :

"Pour une fenêtre B et un objectif de perte donnés, quelle épaisseur vous permet d'obtenir l'ensemble le moins cher lorsque vous incluez le cuivre, le réservoir et les pénalités sur les kWh ?

De nombreux guides modernes montrent maintenant explicitement ces compromis en utilisant des courbes de coût total d'exploitation pour les transformateurs de distribution.


6. Données sur les matériaux et piles de laminage : corriger la fantaisie

Les fiches techniques sont mesurées sur des bandes soigneusement préparées. Votre carotte n'est pas une bande.

Trois facteurs de correction sont plus importants que les autres :

6.1 Facteur de laminage / d'empilage

La brochure GOES de Spacemat indique des facteurs de laminage typiques pour le CRGO de l'ordre de 95-97% à 50 psi, en fonction de l'épaisseur et du revêtement.

En d'autres termes :

  • Si votre modèle CAO a supposé une hauteur d'empilement en "acier 100%", vous avez déjà une différence de quelques pour cent dans la section transversale effective.
  • A volts fixes par tour, cela se traduit par un B réel plus élevé qu'on ne le pense.
  • Plus B est élevé, plus la courbe P(B) est élevée, ce qui rapproche la perte réelle du modèle × facteur de laminage × pénalité de "compression du flux".

6.2 Facteur de construction (noyau vs cadre d'Epstein)

Les données ORIENTCORE HI-B de Nippon Steel offrent une comparaison intéressante :

  • Perte de cœur du matériau testée sur la bande : par exemple 1,48 W/kg à 1,7 T, 60 Hz.
  • Noyau de transformateur triphasé construit : environ 1,72 W/kg au même point nominal.
  • Facteur de construction ≈ 1,16.

Les joints d'angle, la rotation du flux, la saturation locale dans les joints en T, les espaces d'air au niveau des chevauchements - tous ces éléments ajoutent des watts supplémentaires qui n'apparaissent jamais dans le test de la bande nue.

Pour les noyaux conventionnels enroulés ou empilés de CRGO, les facteurs de construction se situent généralement entre 1,1 et 1,3, en fonction de la conception et du style de recouvrement.

6.3 Température

Contre-intuitif, mais à retenir : pour GOES, la perte de cœur mesurée à 85 °C est souvent légèrement supérieure à 1,5 million d'euros. inférieur qu'à 25 °C car la résistivité augmente avec la température et réduit les courants de Foucault. Le tableau de Spacemat montre que W(85 °C)/W(25 °C) oscille autour de 0,95-0,98 pour 1,0-1,7 T.

Ainsi, si votre spécification indique P1.7/50 "à 65 °C" et que la fiche technique indique "à 20-25 °C", les pertes ne s'échelonneront pas de la manière la plus évidente. Vous devez toujours valider les conditions d'essai indiquées par l'usine.


7. Comment les achats et l'ingénierie peuvent-ils spécifier ensemble les piles de laminage CRGO ?

Voici un flux de travail simple qui transforme tous les éléments ci-dessus en un appel d'offres défendable.

Étape 1 - Geler les entrées du côté conception

Par le concepteur du transformateur :

  • B_work à la prise nominale (par exemple, 1,60 T) et aux événements de sur-flux prévus (par exemple, +10% pendant 1 minute).
  • Perte à vide cible à la tension et à la température nominales.
  • Type de noyau (3 pattes ou 5 pattes, coquille ou noyau), type de joint (onglet ou pas), disposition de l'enroulement.

Cela vous permet de faire une estimation :

  • P(B_work) requis sur la bande,
  • plus le facteur de construction,
  • plus le facteur de laminage.

Étape 2 - Conversion en objectifs matériels

Par exemple, supposons que :

  • 50 Hz, transformateur de distribution ONAN.
  • B_work ≈ 1,6 T, 0,23 mm CRGO, 2 000 kg de noyau.
  • Vous avez besoin d'une perte de noyau ≤ 1,7 kW dans les conditions nominales.

Supposons :

  • Facteur de construction ≈ 1,18 (noyau empilé en escalier).
  • Facteur de laminage ≈ 96%.

L'objectif de niveau de bande à 1,6 T devient alors approximatif :

Perte de noyau par kg (bande) ≈ 1,7 kW / (2000 kg × 1,18) ≈ 0,72 W/kg à 1,6 T

D'après le tableau M-3, 0,23 mm donne ~0,79 W/kg à 1,6 T, ce qui est un peu plus élevé. Cela vous indique :

  • Soit un grade plus serré (plus proche du haut de gamme M2/M3 ou Hi-B),
  • Ou réduire légèrement B_work,
  • Ou accepter des pertes à vide plus élevées.

C'est le genre d'arithmétique qui devrait figurer dans les notes de conception, et pas seulement dans la tête de quelqu'un.

Étape 3 - Formulation de l'appel d'offres

Au lieu de "CRGO M3, 0,23 mm", écrivez quelque chose comme "CRGO M3, 0,23 mm" :

Piles de laminage CRGO, 0,23 mm, qualité équivalente à M108-23 ou meilleure.

  • P1.5/50 ≤ 0,70 W/kg, garantie selon IEC 60404-2 / JIS C 2550-1
  • P1.7/50 ≤ 1,05 W/kg, mêmes conditions d'essai
  • B50 ≥ 1,88 T (5000 A/m)
  • Revêtement : équivalent C-5, adapté au recuit de détente à 800 °C
  • Facteur de laminage à 50 psi ≥ 96%

Les chiffres ci-dessus sont indicatifs, mais c'est ce type de phrase qui permet aux deux parties de rester honnêtes.

Étape 4 - Demander la courbe P(B) complète

Ne vous fiez pas uniquement aux lignes de résumé du catalogue.

Demandez à votre fournisseur de laminage :

  • Perte du noyau en fonction de B à 50 Hz sur au moins 1,3-1,7 T pour la qualité et l'épaisseur proposées.
  • Indiquer si les chiffres sont "typiques" ou "garantis".

S'ils ne peuvent pas fournir la courbe, ils devraient au moins vous indiquer la fiche technique de l'usine à partir de laquelle ils achètent.


8. Cas particuliers où W/kg vs B devient délicat

Quelques situations où la belle courbe d'Epstein vous induit en erreur :

  1. Articulations complexes et noyaux à 5 jambes
    • Le B local dans les joints en T et les culasses peut être 10-20% plus élevé que la jambe B. Les pertes à ce niveau sont très importantes et dominent vos plaintes en matière de bruit.
  2. Classes mixtes dans un même noyau
    • Certains travaux récents mélangent les qualités (par exemple Hi-B pour les pattes, conventionnel pour les jougs) afin d'équilibrer les coûts et les pertes. Le P(B) total doit alors être une moyenne pondérée, et non un seul W/kg.
  3. Stress dû au poinçonnage et à l'empilage
    • Les conditions de "cisaillement" et de "recuit" affectent l'ensemble de la courbe, et pas seulement la valeur de garantie. Des différences de plusieurs dixièmes de W/kg à 1,5 T ont été documentées pour les tôles magnétiques à grains orientés soumises à des contraintes par rapport à celles qui sont soumises à des contraintes réduites.
  4. Biais en courant continu et charge déséquilibrée
    • Si votre noyau présente un décalage en courant continu ou un contenu harmonique important, les modèles de type Steinmetz calibrés à B sinusoïdal peuvent sous-estimer ou surestimer les prévisions ; les exposants changent avec la gamme de flux et la fréquence.

Lorsque l'un de ces éléments apparaît, vous devez soit

  • tester vous-même des piles de pelliculage représentatives, ou
  • insister sur les paramètres appropriés du modèle auprès du fournisseur d'acier.

Ingénieur chargé de l'analyse de la simulation du noyau d'un transformateur

9. Liste de contrôle rapide pour les commandes de piles de laminage CRGO

Pour chaque nouvelle conception de transformateur ou chaque appel d'offres important, assurez-vous de pouvoir y répondre sur une seule page :

  1. Fenêtre de densité de flux
    • B_work à la valeur nominale, B_max dans le pire cas de sur-flux.
  2. Cibler les pertes au niveau des bandes
    • P(B_work) par kg, calculé à partir des kW autorisés et du facteur de construction supposé.
  3. Bande de qualité et d'épaisseur
    • Etiquette de la série M ou code CEI, plus épaisseur (0,23 / 0,27 / 0,30 mm).
  4. Points de contrôle garantis
    • Limites P1.5/50 et/ou P1.7/50, norme d'essai, condition de l'échantillon (cisaillé ou recuit).
  5. Détails spécifiques au laminage
    • Exigence d'un facteur de laminage.
    • Hauteur des bavures, planéité, type de revêtement, procédé de recuit.
  6. Plan de vérification
    • Comment vous allez échantillonner les bobines ou les piles de laminage entrantes (fréquence, taille du lot, méthode d'essai).

Si l'une de ces cases est vide, la courbe de perte de noyau en fonction de la densité de flux la remplira généralement plus tard, sous la forme de watts inattendus.


10. FAQ : Perte du noyau de laminage CRGO en fonction de la densité du flux

Q1. Suffit-il de spécifier W/kg à 1,5 T, ou dois-je également demander 1,7 T ?

R : Pour les CRGO conventionnels, les usines ne garantissent souvent qu'un seul point, généralement P1.5/50, tandis que les familles Hi-B utilisent P1.7/50. Si votre conception dépasse 1,6 T, il est plus sûr d'avoir les deux chiffres (ou une petite table sur 1,3-1,7 T). Cela vous donne une meilleure idée de la pente de la courbe près de votre B maximum.

Q2. Quelle sera l'augmentation de la perte de noyau que j'aurai construite par rapport au catalogue W/kg ?

R : Des facteurs de construction compris entre 1,1 et 1,3 sont normaux pour les noyaux CRGO empilés, en fonction des joints et de la distribution du flux. Si vous concevez en supposant que "perte de matériau = perte de transformateur", vous êtes optimiste d'au moins 10-20%.

Q3. Puis-je comparer deux fournisseurs si l'un propose des pertes de 60 Hz et l'autre de 50 Hz ?

R : En gros, P ∝ f pour la plage dominée par l'hystérésis et P ∝ f² pour les courants de Foucault purs, mais le système GOES réel mélange les deux plus les pertes excédentaires. De nombreuses fiches techniques indiquent à la fois P1.5/50 et P1.5/60 ; si ce n'est pas le cas, utilisez la conversion recommandée par l'usine ou les indications de la norme (par exemple, certaines normes indiquent que les pertes à 50 Hz à 1,5 T sont d'environ 0,79× la valeur à 60 Hz pour un acier similaire). Pour les commandes critiques, insistez sur les chiffres de 50 Hz si c'est votre fréquence de fonctionnement.

Q4. Est-il encore important d'indiquer "M3, M4, M5", ou dois-je utiliser uniquement les codes CEI ?

R : Les anciennes étiquettes M sont encore courantes sur les dessins et dans les conversations parce qu'elles codent une épaisseur floue et une fenêtre de perte. Les fiches techniques CEI/EN/JIS modernes sont toutefois organisées autour des bandes P1.7/50 et des rangées d'épaisseur, de sorte que des codes de qualité tels que "M125-27" vous indiquent plus précisément ce que vous obtenez. Meilleure pratique : conservez l'étiquette M pour une communication rapide, mais verrouillez l'achat autour de limites explicites de W/kg et d'épaisseur.

Q5. Jusqu'à quel point puis-je me rapprocher de la valeur garantie de W/kg ?

R : Pas très près. Vous avez toujours :
Dispersion de lot à lot,
Facteur de construction,
Tolérances de mesure entre différents laboratoires.
Il est courant de laisser une marge d'au moins 10-15% en dessous du maximum garanti lors de l'induction de référence. Certains fournisseurs publient même leur fenêtre de perte typique par rapport à la limite garantie et la tolérance d'un lot à l'autre (par exemple ±0,03 W/kg sur P1.5/50).

Q6. Est-ce que 0,23 mm est toujours mieux que 0,27 mm pour les pertes ?

R : À la même B et à la même fréquence, oui - mais la conception est rarement "à la même B". Le choix de l'épaisseur modifie votre fenêtre B optimale ; une conception utilisant 0,23 mm peut fonctionner à un B légèrement plus élevé qu'une conception de 0,27 mm pour le même objectif de perte totale. En outre, le coût de l'outillage, la vitesse de poinçonnage et le rendement favorisent souvent le 0,27 mm. Vous comparez donc total L'épaisseur de l'eau n'est pas une donnée isolée, mais une donnée liée au coût de l'eau pour un objectif de perte fixe.

Q7. Dois-je demander des valeurs de pertes à 1,3, 1,5 et 1,7 T dans les spécifications ?

R : De nombreuses spécifications de transformateurs exigent désormais que le W/kg soit déclaré à 1,3, 1,5 et 1,7 T à 50 Hz et à une température définie. Cela permet d'avoir une idée plus précise de la forme de la courbe, en particulier si l'on utilise un B relativement faible mais que l'on veut comprendre le comportement en cas de sur-flux. Il est également plus difficile pour un fournisseur d'"optimiser" un seul point de la courbe.

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Charlie
Charlie

Cheney est un ingénieur d'application principal dévoué à Sino, avec une grande passion pour la fabrication de précision. Il est titulaire d'une formation en ingénierie mécanique et possède une vaste expérience pratique de la fabrication. Chez Sino, Cheney se concentre sur l'optimisation des processus de fabrication des piles de laminage et sur l'application de techniques innovantes pour obtenir des produits de haute qualité.

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