Qu'est-ce qui provoque de forts apports hystérétiques dans les transformateurs à basses fréquences

La raison pour laquelle la perte par hystérésis est plus élevée dans les transformateurs à basses fréquences est principalement due aux caractéristiques de l'effet d'hystérésis lui-même, plutôt qu'à la saturation à basse fréquence. Voici une explication détaillée :

Concept de base de la perte par hystérésis

La perte par hystérésis est la perte d'énergie qui se produit dans le noyau du transformateur en raison de l'inversion des domaines magnétiques lors du processus de magnétisation. L'ampleur de la perte par hystérésis dépend de la surface de la boucle d'hystérésis, qui représente la courbe de magnétisation. Une plus grande surface de la boucle d'hystérésis entraîne une perte par hystérésis plus élevée.

Raisons de la perte par hystérésis plus élevée à basses fréquences

Surface de la boucle d'hystérésis plus grande :

À basses fréquences, la fréquence de magnétisation est plus faible, et les changements magnétiques se produisent plus lentement au cours de chaque cycle. Cela signifie que les domaines magnétiques ont plus de temps pour s'inverser, ce qui entraîne une surface de la boucle d'hystérésis plus grande.

Une surface de la boucle d'hystérésis plus grande entraîne directement une perte par hystérésis plus élevée.

Profondeur de magnétisation accrue :

À basses fréquences, le champ magnétique change plus lentement, augmentant la profondeur de magnétisation. Cela signifie qu'une plus grande partie du noyau participe au processus de magnétisation, augmentant le nombre et la portée des inversions de domaines, et donc la perte par hystérésis.

Changement plus lent de l'intensité magnétique :

À basses fréquences, le taux de changement du champ magnétique est plus lent, entraînant un changement plus lent de l'intensité magnétique. Cela entraîne une résistance accrue à l'inversion des domaines, faisant consommer plus d'énergie à chaque inversion.

Distinction avec la saturation à basse fréquence

Saturation à basse fréquence : La saturation à basse fréquence fait référence à la tendance pour la densité du flux magnétique à atteindre plus facilement des niveaux de saturation à basses fréquences en raison des changements plus lents du champ magnétique. En saturation, la perméabilité du noyau diminue, et le courant de magnétisation augmente fortement. Cependant, cela affecte principalement les pertes par courants de Foucault, pas les pertes par hystérésis.

Perte par hystérésis : La perte par hystérésis est principalement associée à l'inversion des domaines magnétiques et non à savoir si la densité du flux magnétique atteint la saturation. Même dans des conditions non saturées, une basse fréquence peut toujours entraîner une perte par hystérésis plus élevée.

Résumé des facteurs influents

• Fréquence de magnétisation : À basses fréquences, la fréquence de magnétisation est plus faible, donnant aux domaines magnétiques plus de temps pour s'inverser, augmentant ainsi la surface de la boucle d'hystérésis.

• Profondeur de magnétisation : À basses fréquences, la profondeur de magnétisation augmente, impliquant davantage de noyau dans le processus de magnétisation.

• Changement de l'intensité magnétique : À basses fréquences, le changement de l'intensité magnétique est plus lent, augmentant la résistance à l'inversion des domaines et l'énergie consommée par inversion.

Conclusion

La principale raison de la perte par hystérésis plus élevée dans les transformateurs à basses fréquences est la surface de la boucle d'hystérésis plus grande, qui résulte du temps accru disponible pour l'inversion des domaines, de la profondeur de magnétisation accrue et des changements plus lents de l'intensité magnétique. Bien que la saturation à basse fréquence puisse également affecter les performances du transformateur, elle influence principalement les pertes par courants de Foucault plutôt que les pertes par hystérésis.