Transformateur haute fréquence

[invite59a6d94e]

Bonjour à tous!

J'ai une question à propos des transfo HF : si je veux faire passer un champ magnétique sinusoïdal dans du fer, je dois utiliser un matériau doux pour limiter les pertes par courant de Foucault. A cela s'ajoute le fait que ces pertes augmentent avec la fréquence, on utilise donc des tôles feuilletées pour limiter ces pertes.
La page wiki indique que la technique du feuilletage est insuffisante au dela du kHz (https://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%B...uillet%C3%A9es). Comment réaliser le circuit magnétique d'un transfo qui tourne à 50 kHZ ?

Il est question de matériaux frittés, mais je ne suis pas spécialiste du domaine

Merci d'avance !
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Comme indiqué dans la même page de Wikipedia, on utilise des ferrites.
Et on choisi celles qui ont les bonnes caractéristiques car le comportement en fréquence des ferrites est très varié (le prix aussi).
Mais les bases pertes ne sont pas dues au frittage, mais au fait que le matériau au départ n’est pas conducteur. Si vous utilisez du fer fritté les résultats seront encore pires qu’avec du fer massif.
Au revoir.

[invite59a6d94e]

!!

Mais comment on fait des transfos HF avec un rendement correct alors? Si les ferrites sont pire que l'acier massif

[invite59a6d94e]

parceque du coup, le problème est le même pour les moteurs qui tournent à des milliers de tours par minute!

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Bonjour,

Relisez ce qu'a écrit LPFR: Les matériaux non conducteurs ont des perte basses.
Bien sur, il faut choisir la ferrite en tenant compte de l'hystérésis, de la saturation, etc...Pour la fréquence 50 KHz, il ne devrait pas y avoir de problème pour trouver la ferrite convenable....Attention quand même à la bande passante, si vous voulez du large bande, c'est là la difficulté, à cause des capas parasites.

[invite59a6d94e]

Okay, je n'avais pas compris le sens de la phrase, merci !

Du coup, est-ce que l'on feuillette encore ces ferrites ou bien on peut les utiliser directement sans utiliser des tôles?


Par contre pour les moteurs, pourquoi est-ce qu'on utilise des stators en fer si ils sont insuffisants pour les fréquences mises en jeu ?

[inviteede7e2b6]

les moteurs fonctionnent à des fréquences basses....

pour ce qui est des transfos on passe du fer aux ferrites de différentes qualités selon l'augmentation de fréquence...

jusqu'à rien du tout en HF

[gwgidaz]

Bonjour,

Il ne sert à rien de feuilleter des matériaux isolants: ferrites ou matériaux composites à poudre de fer.

Certaines ferrites montent quand même assez haut en fréquence, puisqu'on en trouve parfois en hyperfréquences, pour faire des circulateurs, par exemple.

[invite59a6d94e]

Les moteurs qui tournent à plus de 50 K rpm c'est courant pourtant, on est typiquement dans le cas fréquence > 1Khz

[invite6dffde4c]

Les moteurs qui tournent à plus de 50 K rpm c'est courant pourtant, on est typiquement dans le cas fréquence > 1Khz

Bonjour.
Un kHz c’est presque du continu. Je peux même siffler à une fréquence supérieure.
Et, à l’époque des tubes, les transformateurs de sortie des amplificateurs passaient les 18 kHz sans problème.
Au revoir.

[invite59a6d94e]

C'est bien la toute ma question, si les moteurs tournent largement a plus de 1Khz et qu'a partir d'un Khz les pertes par courant de Foucault ne sont plus atténuables par feuilletage du fer, pourquoi le stator des moteurs est toujours fait en fer feuilleté?

[inviteede7e2b6]

biscotte les ferrites se saturent bien plus vite , ce qui interdit les champs intenses pour les moteurs puissants

[Resartus]

On change de question là. Au départ on parlait de transformateur, où il faut que le rendement soit le meilleur possible, d'où ferrite.
Pour un moteur, il y a un compromis à trouver : le fer est bien plus efficace pour augmenter le champ et permet de réduire la taille, mais il y a des courants de foucault, malgré le feuilletage. On accepte alors une certaine perte de rendement, et on rajoute des ailettes pour évacuer le mieux possible cette chaleur

[inviteede7e2b6]

comme toujours, dans toutes les technologies , on préserve la chèvre et le chou

c'est d'un de mes profs....

[stefjm]

comme toujours, dans toutes les technologies , on préserve la chèvre et le chou

c'est d'un de mes profs....

C'est presque un principe général!
Il faut éviter les extrêmes dans l'absolu et préférer les compromis relatifs.

[invite59a6d94e]

Resartus, dans le cas des moteurs électriques : à combien se chiffre les pertes par courant de Foucault dans le fer? En % de la puissance nominale du moteur?
Etant donné qu'elles augmentent comme le carré de la fréquence, ça doit faire mal !

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne connais pas d’application dans laquelle le rendement des moteurs à haute vitesse pose des problèmes, même s’il est mauvais, comparé à celui des moteurs industriels de forte puissance et vitesse ordinaire.
Les deux cas que je vois sont les petites perceuses genre « Dremel », ou les centrifugeuses en biologie.
Dans les deux cas les puissances sont faibles et en raison de la vitesse le refroidissement du rotor est efficace.
Au revoir

[invite59a6d94e]

Pour les voitures électriques par exemple, ou les turbines des centrales nucléaires : le rendement est crucial!

[antek]

Pour les voitures électriques par exemple, ou les turbines des centrales nucléaires : le rendement est crucial!

Mais il n'y a pas de problèmes de "grande vitesse" de rotation.

[invite59a6d94e]

ah bon? Je pensais que la limite pour parler de Grande Vitesse était 1khZ et typiquement dans les moteurs/alternateurs de centrale on est largement au dessus de ces fréquences la

[stefjm]

Ben non.
Un alternateur , c'est 3000 tr/min maxi donc 50Hz.

[antek]

ah bon? Je pensais que la limite pour parler de Grande Vitesse était 1khZ et typiquement dans les moteurs/alternateurs de centrale on est largement au dessus de ces fréquences la

Sans m'y connaitre plus que ça, je pensais aux moteurs-roues des voitures.

[invite59a6d94e]

Ah je crois que je fais complétement fausse route alors : je pensais que dans les alternateurs, on cherchait à maximiser la vitesse de rotation pour avoir une tension maxi (loi de lenz e=-dphi/dt)
Il y a une raison à cette limitation à 3000tr/min ?

[stefjm]

On ne peut pas faire moins de deux pôles (une paire de pôles p) et 3000tr/min = 50Hz

On veut du 50Hz en sortie des alternateurs.

f=p.n

2 pôles, p=1 : n=3000tr/min
4 pôles : 1500 tr/min
20 pôles : 300 tr/min

[invite59a6d94e]

Je pensais que l'on cherchait à obtenir la plus grande vitesse de rotation pour maximiser la puissance récupérée, puis que la tension obtenue passait dans un onduleur qui délivrait du 50hz. Quel est l'inconvénient de cette méthode?

[stefjm]

L'inconvénient est le rendement de l'onduleur! Je ne vois pas EDF produire des MW avec un onduleur...

[inviteede7e2b6]

faut des gros transistors !

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Presque.
Dans les ligne des transmission en courant continu on n’utilise pas des gros transistors mais des gros thyristors.
Et les puissances des convertisseurs tournent dans les centaines de MW ou dans les GW :
https://en.wikipedia.org/wiki/High-v...direct_current
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HVDC_projects
Au revoir.

[invite59a6d94e]

Mais pour les appareils de petite puissance comme les éoliennes par exemple, est-ce qu'on les fait tourner à 50hz ou bien on démultiplie la vitesse avec un train d'engrenages pour augmenter la tension obtenue?

[invite6dffde4c]

Re.
Laissez tomber la vitesse comme méthode pour augmenter la tension dans une génératrice.
On choisit la vitesse de rotation suivant le problème mécanique, puis on choisit le nombre de pôles pour avoir la fréquence de sortie à 50 Hz, et on adapte la tension de sortie avec des transformateurs.
J'imagine que dans le cas d'une éolienne, on augmente la vitesse de rotation avec des engrenages pour ne pas avoir trop de pôles
A+