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Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2025-01-22 origine:Propulsé
Un transformateur en alliage amorphe , également connu sous le nom de transformateur de métal amorphe, est un type de transformateur de puissance qui utilise un alliage de métal amorphe comme matériau central. Contrairement aux transformateurs traditionnels qui utilisent l'acier cristallin de silicium, les alliages amorphes ont une structure atomique non cristalline. Cette structure unique offre plusieurs avantages, notamment des pertes de noyau plus faibles et une efficacité plus élevée.
Core d'alliage amorphe: c'est le cœur du transformateur. Il est composé de rubans minces et continus de matériau en alliage amorphe. Les rubans sont enroulés dans une forme toroïdale ou cylindrique pour former le noyau.
Enroulements: Les enroulements en cuivre ou en aluminium sont enroulés autour du noyau. Ces enroulements transportent le courant électrique et induisent un champ magnétique dans le noyau.
Isolation: les matériaux isolants sont utilisés pour séparer les enroulements du noyau et empêcher la dégradation électrique.
Réservoir: L'ensemble du transformateur entier est enfermé dans un réservoir rempli d'huile isolante. L'huile fournit une isolation et un refroidissement.
Un noyau en alliage amorphe est un composant clé dans les transformateurs en alliage amorphe, connu pour leur grande efficacité et leurs pertes d'énergie faibles. Contrairement aux noyaux de transformateur traditionnels en acier cristallin en silicium, les noyaux en alliage amorphe ont une structure atomique non cristalline. Cette structure unique offre plusieurs avantages, notamment des pertes de noyau plus faibles et une efficacité plus élevée.
Les alliages amorphes sont généralement composés d'une combinaison de métaux de transition (comme le fer, le nickel, le cobalt) et les métalloïdes (comme le bore, le silicium, le phosphore). La composition spécifique détermine les propriétés de l'alliage. Par exemple, les alliages amorphes à base de fer sont couramment utilisés dans les transformateurs en raison de leurs excellentes propriétés magnétiques.
La structure atomique d'un alliage amorphe est caractérisée par un arrangement aléatoire d'atomes, par opposition à la structure du réseau hautement ordonnée trouvée dans les matériaux cristallins. Cette structure désordonnée est souvent comparée à la structure d'un liquide, d'où le terme 'Verre métallique. '
Les noyaux en alliage amorphe sont généralement produits sous la forme de rubans minces et continus. Ces rubans sont ensuite enroulés dans une forme toroïdale ou cylindrique pour former le noyau. La forme toroïdale est couramment utilisée pour minimiser le flux de fuite et améliorer les performances globales du transformateur.
Faible perte de noyau: la structure atomique désordonnée des alliages amorphes entraîne une hystérésis significativement plus faible et des pertes de courant de Foucault par rapport aux matériaux cristallins.
Perméabilité élevée: les alliages amorphes présentent une perméabilité élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent être facilement magnétisés et démagnétisés.
Densité de flux de saturation élevée: les alliages amorphes ont une densité de flux de saturation plus élevée par rapport à l'acier en silicium, permettant des conceptions de transformateurs plus compactes.
Magnétostriction faible: une magnétostriction faible signifie que le noyau ne change pas de forme de manière significative lorsqu'il est magnétisé, réduisant le bruit et les vibrations.
Les alliages amorphes sont produits grâce à un processus d'extinction rapide, où l'alliage fondu est rapidement refroidi pour empêcher la formation de structures cristallines. Les techniques de production courantes comprennent:
Faire tourner: l'alliage fondu est éjecté sur une roue en cuivre réfrigérée en rotation rapide, formant des rubans minces.
Coulage de l'écoulement plan: l'alliage fondu est versé sur une surface réfrigérée en mouvement rapidement, produisant des feuilles ou des plaques.
Malgré leurs avantages, les alliages amorphes sont confrontés à certains défis, tels que:
Épaisseur limitée: la production d'alliages amorphes épais sans cristallisation reste un défi.
Coût: Les processus de production spécialisés peuvent rendre les alliages amorphes plus chers que les matériaux traditionnels.
Les recherches en cours visent à relever ces défis et à étendre les applications des alliages amorphes. Par exemple, les chercheurs explorent de nouvelles compositions et techniques de traitement des alliages pour produire des composants amorphes plus épais et plus complexes.
Alors que les transformateurs en alliage amorphe offrent des avantages importants, leur production présente plusieurs défis:
Extinction rapide: les alliages amorphes sont produits en refroidissant rapidement le métal fondu. Ce processus nécessite un contrôle précis des taux de refroidissement pour empêcher la cristallisation.
Coulage continu: La production de rubans longs et continus d'alliage amorphe est techniquement difficile.
Minaison et cassante: les rubans en alliage amorphe sont très minces et cassants, ce qui les rend difficiles à manipuler et à vent sans dommage.
Faible perméabilité: la faible perméabilité des alliages amorphes rend difficile la création d'articulations de perte basse entre les extrémités des rubans.
Coût élevé de production: l'équipement spécialisé et le contrôle précis requis pour la production d'alliages amorphes les rendent plus chers que l'acier de silicium traditionnel.
Disponibilité limitée:
Chaîne d'approvisionnement: La chaîne d'approvisionnement des rubans en alliage amorphe est moins développée que celle de l'acier de silicium, limitant leur disponibilité.
Techniques de production avancées: les améliorations continues des techniques de production, telles que la rotation de la fonte et la coulée de flux plan, ont contribué à améliorer la qualité et la cohérence des rubans en alliage amorphe.
Amélioration des techniques d'enroulement: le développement de machines et techniques d'enroulement spécialisées a contribué à réduire les dommages aux rubans pendant le processus d'enroulement.
Optimisation des articulations: les chercheurs explorent de nouveaux matériaux et techniques pour améliorer les performances des articulations dans les noyaux en alliage amorphe.
En conclusion, les transformateurs en alliage amorphe offrent des économies d'énergie importantes et des avantages sociaux. Cependant, leur production est plus complexe et coûteuse que les transformateurs traditionnels. La recherche et le développement en cours sont axés sur la relevée de ces défis et la rendez-vous plus largement disponible et abordable.
