Le Transformateur

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Le Transformateur
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Le Transformateur
1 Le contexte 2 Repérages et notations 3 Le
transformateur parfait 4 Les transformateurs
spéciaux 5 Le transformateur réel 6 Essais sur
le transformateur 7 Mise sous tension
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Le contexte

• Quest-ce quun Transformateur ?
• Quand lutilise-t-on ?
• Quelles sont ses propriétés essentielles ?
• Comment est-il fabriqué ?

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Quest-ce quun transformateur ?

• Cest un convertisseur statique destiné à
  modifier lamplitude des signaux ALTERNATIFS tout
  en conservant la même fréquence.

Il est aux systèmes électriques ce quest le
réducteur aux systèmes mécaniques.
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Quest-ce quun transformateur ?
Primaire Alimentation
Secondaire Utilisation
Tension U1 Courant I1 Fréquence f1
Tension U2 ? U1 Courant I2 ? I1 Fréquence f2
f1
U2 lt U1 ? Abaisseur U2 gt U1 ? Elévateur U2
U1 ? Séparateur
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Quand lutilise-t-on ?

• Pour adapter la tension, le plus souvent pour
  labaisser
• Pour séparer galvaniquement deux circuits
  électriques
• Pour changer le nombre de phases

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Quelles sont ses propriétés essentielles ?

• Alimenté, au primaire, par une source de
  tension parfaite, il se comporte, vu du
  secondaire, comme une source de tension quasi
  parfaite. La chute de tension en charge est très
  faible ( lt 5)
• Le rendement est excellent ( ? gt 95 )
• Le coût est modéré et il est dune très grande
  robustesse
• La gamme des puissances sétend de 1 VA à 100
  M VA
• Le courant absorbé à vide est très faible
• Le modèle du transformateur parfait rend
  compte de son comportement à mieux que 95 (
  19/20 )
• - Lors de la mise sous tension à vide, le courant
  dappel peut être très important

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Comment est-il fabriqué?
La carcasse magnétique est un empilage de tôles
Secondaire
Isolant
Noyau
Primaire
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Repérage et notations
i2
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Le transformateur parfait
ZCh
Charge
I2
Source
?
U1
U2
I1
Pour les valeurs efficaces
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Le transformateur parfait
Pour les valeurs instantanées
Le théorème dAmpère donne
La perméabilité ? étant infinie
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Le transformateur parfait
U1eff 4,44 f n1 Bmax S
U2eff 4,44 f n2 Bmax S
?2
I2
U1
U2
I1
Le transfo réel
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Les transformateurs spéciaux

• Lautotransformateur (ATV)
• Le transformateur de potentiel (TP)
• Le transformateur de courant (TC)
• Transformateurs à plusieurs secondaires
• Transformateur dadaptation

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Lautotransformateur
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Le transformateur de potentiel
TP 1/1000
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Le transformateur de courant
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Le transformateur à plusieurs secondaires
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Le transformateur à plusieurs secondaires
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Le transformateur dadaptation
Pu
Pumax E2g/4Rg
RL
RLopt Rg
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Le transformateur réel
Schéma  Naturel 
Inductance de fuites
Résistance du fil
-m u1
Inductance magnétisante
Pertes fer
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Le transformateur réel
Schéma  simplifié 
Une seule inductance pour rendre compte des fuites
Une seule résistance pour rendre compte des
pertes Cuivre
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Modèle simplifié de  Kapp
?U2 OH OK KH OK LM
?U2 RSI2cos(?2) XSI2sin(?2)
C
-mU1 U2 RSI2 jXSI2
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Caractéristique en charge
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Rendement
Pfer ? U12
Pu U2 I2 cos ?2
Pabs
Pcuivre ? I22
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Rendement
Iopt
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Essai à circuit secondaire ouvert
dit  Essai à vide 
On règle U10 à sa valeur nominale avec lATV
On mesure U20, I10, P10
On calcule m, ?10, Imag, IF, Lmag, RF,
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Essai à circuit secondaire en court-circuit
dit  Essai en court-circuit 
On règle I2CC à sa valeur nominale avec lATV
Attention cest un essai sous tension réduite
! Bien vérifier que lATV est à zéro avant de
mettre sous tension
On mesure U1CC, I1CC, P1CC
On calcule ?1CC, ZS, RS, XS