Bilan
énergétique
Les
pertes fer sont dues à l’hystérésis du matériau ferromagnétique et aux courants
de Foucault. Les pertes fer sont proportionnelles à Bmax 2 -donc à U12- et à la
fréquence f .
Bilan
des puissances :
Rendement
Le
rendement varie en fonction des conditions d’utilisation du transformateur. Le
meilleur rendement s’obtiendra pour les grandeurs d’utilisation nominales
indiquées sur la plaque signalétique du transformateur.
Les
bons transformateurs de fortes puissances peuvent atteindre un rendement de
98%.
Calcul
du rendement
Mesure
directe
Cette
méthode consiste à mesurer avec deux wattmètres P1 et P2.
Figure11 : la méthode de mesure directe
pour le calcul de rendement
Mesure
par la méthode des pertes séparées
Deux
essais particuliers du transformateur
permettent de mesurer séparément les pertes par effet joule (pj) et les
pertes ferromagnétiques (pfer).
Cette
méthode consiste à évaluer les différentes pertes dans les conditions nominales
d’utilisation.
Essai
à vide : mesure des pertes fer
Montage
:
Mesure
à tension nominale.
Figure12
: mesures de perte de fer
A
vide le circuit secondaire est ouvert : I2 = 0
P2 = 0 et PJ2 = 0
Bilan
des puissances : P10 = PJ10 +
Pfer.
Toute l’énergie absorbée au primaire
est utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joules au primaire.
Remarque : l’indice 0 (zéro) indique
qu’il s’agit de valeurs à vide.
A vide I10 est très faible. Par
conséquent PJ10 << P10.
Finalement
: essai à vide
Complément
: les pertes fer dépendent essentiellement
du champ magnétique donc de la tension U1 et de la fréquence f. Comme ces deux
grandeurs restent les mêmes à vide ou en charge, les pertes fer mesurées à
vide sont les mêmes que celles en charge.
Il faut donc naturellement faire cet
essai à la tension nominale (ex. U1N = 220 V).
1.15.2.2.
Essai en court circuit : mesure des pertes joule
Montage
:
Mesure
à tension réduite et courant nominal.
Figure13
: mesure des pertes joule pour le calcul du rendement
Le
circuit secondaire est en court-circuit : U2 = 0 P2 = 0
Bilan
des puissances : P1cc = PJ1cc + PJ2cc
+ Pfer.
Toute l’énergie absorbée au primaire
est utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joules.
Remarque : l’indice cc indique qu’il
s’agit de valeurs mesurées en court-circuit.
En court-circuit, pour obtenir In, il
faut travailler à très faible tension U1cc. Par conséquent Pfer est très
faible.
Finalement
: essai en court-circuit
1.15.2.3. Essai en charge
Montage
:
il
faut choisir une charge appropriée pour travailler dans les conditions
nominales de tension et de courant.
On
mesure P1.
Figure14
: méthode d’essai en charge pour le calcul du rendement
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