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.
Pas de longue théorie ici, juste des étiquettes pour que nous parlions des mêmes choses.
Ap = Aw - Ac, utilisé par la plupart des fabricants de noyaux pour évaluer la capacité de puissance.Les formules de niveau supérieur peuvent toujours être ramenées à quelque chose de la forme suivante
Aw - Ac ∝ P / (Kw - Bmax - J - f)
pour une densité de flux, une densité de courant, une fréquence et une utilisation données.
Ainsi, Ap vous obtient Quelle est l'ampleur de la tâche ? le noyau doit l'être. Cet article porte sur comment répartir l'Ap entre l'Aw et l'Ac lorsque vous commandez ou concevez la pile de pelliculage.
Deuxième tour piles de laminage avec le même Ap :
Les deux satisfont à l'équation de puissance sur le papier. Elles ne se comporteront pas de la même manière une fois que vous les aurez enroulées, isolées et expédiées.
Quelques exemples que vous reconnaissez sans doute :
Ainsi, lorsque les acheteurs nous envoient des dessins qui indiquent simplement “Ap ≥ X cm⁴”, cela ne représente que la moitié de l'histoire. En effet, les ratio détermine à quel point la vie sera stressante pour le cuivre, l'isolation et l'outillage de laminage.
Un modèle mental approximatif qui fonctionne assez bien dans les discussions sur les piles de laminage :
Une fois qu'Ap est fixé par l'exigence de puissance, vous glissez le long d'une ligne de solutions :
C'est tout. Le reste, c'est vous qui le décidez de quel côté du problème sur lequel vous préférez vous battre.
Au lieu de chiffres absolus (qui fluctuent en fonction de la matière et de la fréquence), il est généralement plus utile de parler de biais - qui favorisent clairement Ac ou Aw.
Vous trouverez ci-dessous un tableau qualitatif que vous pouvez insérer dans vos discussions sur les spécifications.
| Biais de conception | A quoi ressemble le dessin | Où il apparaît | Principaux avantages | Ce qui mord en premier |
|---|---|---|---|---|
| Lourdeur du noyau (Ac-biased) | Languette / branche large, hauteur de fenêtre courte, largeur de fenêtre étroite. La hauteur de la pile semble modeste, mais la section transversale de l'acier est généreuse. | Unités à basse tension et à courant élevé où le cuivre est volumineux et court ; transformateurs de distribution compacts. | Courant de magnétisation plus faible, il est plus facile de maintenir Bmax à un niveau bas ; souvent plus silencieux à vide ; bon pour les endroits où la distorsion du réseau est mauvaise. | L'isolation HT s'écrase rapidement. Il est plus difficile d'acheminer les fils. L'atelier de bobinage se plaint du remplissage des dernières couches. |
| Équilibré | Fenêtre à peu près proportionnelle à la largeur du membre ; rapport d'aspect de la fenêtre entre ~2:1 et 3:1 ; épaisseur de la pile similaire à la largeur de la langue. | La plupart des ensembles de laminage EI/UI du catalogue sont destinés aux transformateurs de puissance “à usage général”. | Courant de magnétisation raisonnable, surface de cuivre raisonnable. Ce système fonctionne bien lorsque vous ne connaissez pas la charge exacte ou que votre gamme de produits est large. | Il faut tout de même surveiller Kw lorsque la tension augmente. La marge thermique n'est que “correcte”, pas généreuse. |
| Lourdeur de la fenêtre (Aw-biased) | Fenêtres hautes, membres minces ; épaisseur de la pile poussée vers le haut pour atteindre Ac. Les dessins montrent qu'il y a beaucoup d'espace entre les bobines et le noyau. | Conceptions à haute tension, à haute isolation ou à enroulement multiple ; alimentation médicale, de test, de contrôle. | Espace confortable pour le système d'isolation ; plus facile à respecter les lignes de fuite et l'espace libre ; supporte plus d'enroulements parallèles et d'écrans. | Le noyau fonctionne à un B plus élevé ou a besoin d'un meilleur acier pour rester dans les limites des pertes. Le coût de la stratification par kVA augmente. |
| Fenêtre extrême | Fenêtre très haute et très large ; Ac à peine suffisant d'après les calculs ; pile à la hauteur maximale autorisée. | Prototypes, travaux “d'adaptation à l'ancien réservoir”, travaux de réparation avec une géométrie de fenêtre fixe. | Il s'adapte à des contraintes mécaniques qui ne sont pas négociables. | Sensible aux tolérances et au facteur d'empilement. Quelques % pertes d'Ac dues au vernis ou aux bavures peuvent faire passer Bmax au-dessus des spécifications. |
Vous pouvez lire la ligne du tableau qui correspond à votre monde et déjà savoir où vous devriez probablement modifier le ratio.
En ce qui concerne la stratification, l'amélioration de l'Aw et de l'Ac se résume généralement à quelques leviers.
Pour les piles EI / UI laminées :
Les trois permettent d'obtenir une marge de manœuvre magnétique tout en conservant une Aw pratiquement identique.
Sur un dessin de stratification, cela se traduit souvent par de nouvelles valeurs pour :
Ainsi, lorsque vous négociez un changement avec votre fournisseur de pelliculage, il est utile d'indiquer explicitement les éléments que vous souhaitez déplacer, et non pas simplement “J'ai besoin de 10% d'Aw en plus”.
Il s'agit d'un guide court et légèrement approximatif qui fonctionne bien dans les projets B2B.
Calculer ensuite la minimum Ap à partir de votre jeu de formules habituel ou du guide haute fréquence ou haute fréquence que vous utilisez.
Ce n'est qu'ensuite que les tables de laminage sont ouvertes.
Inscrivez ce parti pris dans la spécification. Une ligne suffit :
“Préférer une solution à base de noyau / équilibrée / à base de fenêtres pour une Ap donnée”.”
Cela permet d'éviter beaucoup d'allers-retours.
Une fois qu'un Aw provisoire est connu :
Ensuite, il faut vérifier si tout va bien :
Ajustez l'Aw ou le nombre de fenêtres avant de modifier quoi que ce soit dans Ac.
Les calculs de conception supposent souvent un facteur d'empilage soigné. Ce n'est pas le cas pour les vraies piles de laminage.
Pour chaque ensemble de laminage candidat :
Si votre choix de “fenêtres” fait que Bmax est trop proche du genou, il n'y a pas de problème non plus :
Faire cela avant le bon de commande est beaucoup moins coûteux que de demander une hauteur de pile supplémentaire après la fabrication de l'outillage.
Pour les conceptions de stratifiés ou de ferrites à haute fréquence, la même logique Aw - Ac reste valable, mais les compromis changent.
Documents sur transformateurs à semi-conducteurs et transformateurs matriciels montrent qu'à Bmax et densité de courant fixes, le volume du transformateur varie grosso modo en fonction de Ap / f, avec des minima de volume lorsque Aw et Ac augmentent dans une certaine proportion qui équilibre le volume du cuivre et du noyau.
En pratique :
Ainsi, même si les formules deviennent plus complexes, la vieille question demeure :
“Compte tenu de l'Ap, voulez-vous une fenêtre plus grande et un noyau plus petit, ou l'inverse ?”
Vous gagnez beaucoup à faire ce choix de manière explicite dès le début.
Si vous voulez que votre fournisseur de pelliculage (ou votre atelier d'emboutissage interne) atteigne le compromis Aw / Ac que vous aviez à l'esprit, il ne suffit pas d'indiquer Ap et la hauteur de la pile.
Inclure, au minimum :
Même ces quelques lignes supplémentaires empêchent votre pile de laminage de dériver vers le point d'équilibre générique qui peut ne pas correspondre à votre enroulement et à votre isolation réels.
Non. Pour un Ap donné, il existe un famille de paires Aw / Ac qui satisfont toutes à l'équation de puissance. Le choix de la “meilleure” dépend de
le coût du cuivre par rapport à l'acier dans votre entreprise,
si les pertes sont dominées par l'âme ou le cuivre,
les règles d'isolation et d'espacement correspondant à votre niveau de tension,
les limites de fabrication concernant la hauteur de la pile et la hauteur de l'enroulement.
Ainsi, au lieu de rechercher un ratio magique, il convient de choisir un parti-pris (à forte concentration, équilibré, à forte concentration de fenêtres) qui corresponde au projet et de le maintenir cohérent pour l'ensemble de la gamme de produits.
Le facteur d'empilement est directement proportionnel à l'Ac. Si l'on passe des tôles conventionnelles en acier au silicium (facteur d'empilement d'environ 0,95) aux tôles amorphes (souvent proches de 0,8), le facteur d'empilement de l'acier au silicium est plus élevé que celui de l'acier au silicium. efficace L'Ac baisse alors que l'Aw reste fixe.
Si vous n'ajustez pas les dimensions, votre conception glisse tranquillement vers un biais à forte teneur en fenêtres avec un Bmax plus élevé. Lorsque vous changez de matériau ou de revêtement, recalculez toujours Ac avec le nouveau facteur d'empilement et vérifiez à nouveau si vous aimez toujours l'équilibre Aw / Ac.
Jusqu'à un certain point seulement.
Vous pouvez extraire plus de cuivre dans la même Aw en.. :
choisir un émail plus fin / un isolant,
l'amélioration de la pratique de l'enroulement,
accepter un cuivre plus chaud (J plus élevé).
Mais Kw et Ku ont des limites physiques. Les conceptions à haute tension ont particulièrement besoin d'espace pour une isolation solide et des conduits, de sorte que Kw diminue naturellement lorsque la tension nominale augmente.
Si votre Kw calculé est déjà élevé et que les bobines de l'échantillon sont toujours à l'étroit, c'est généralement le signe que l'Aw elle-même a besoin de se développer, et non que l'équipe chargée du bobinage devrait “faire plus d'efforts”.
Oui. Les catalogues de noyaux de ferrite utilisent également Ap = Aw - Ac comme mesure de dimensionnement et publient des produits de surface pour chaque forme.
Ce qui change, c'est :
vous opérez à une fréquence beaucoup plus élevée,
Bmax est plus faible,
la densité de courant et l'effet de peau deviennent plus critiques.
Les conceptions de ferrite haute fréquence sont donc souvent basées sur la fenêtre, mais le même principe s'applique : une fois que vous avez Ap, vous pouvez encore choisir entre plus de fenêtre ou plus de surface de noyau. La bonne réponse dépend des pertes et de la fabricabilité, et non du seul matériau.
Si vous n'avez que des valeurs nominales et des tensions :
Utilisez votre feuille de calcul standard ou votre logiciel pour estimer : nécessaire Ap
Bmax initial, J
Kw approximatif en fonction de la classe de tension.
Décidez quel problème vous fait le plus souffrir dans ce produit : la perte de noyau et le courant de magnétisation.
ou l'espace d'enroulement / d'isolation.
Indiquer au fournisseur : la cible Ap,
l'orientation préférée (forte concentration de capital / équilibrée / forte concentration de capital à fenêtre),
l'Aw minimale dont vous pensez avoir besoin (d'après votre estimation de Kw).
C'est suffisant pour qu'un spécialiste du laminage choisisse ou adapte une pile qui respecte votre intention au lieu de se contenter de faire correspondre les tables kVA.
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.
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