Document

PROJET DE CONSTRUCTION DE
MACHINES ELECTRIQUES :
LE TRANSFORMATEUR
CHABAS Vincent
LEYVAL Kévin
MAZEYRIE David
ME2-CEM

I) Calcul de la section de fer du noyau :
On montre que la section de fer SFE du noyau peut s’écrire de la façon
suivante :
1
10.
***
*
BJf P
P
P
CS p
FE
CU
FE
où :
C :coefficient sans dimension, variant peu d’un transformateur à l’autre
(C=72,8
Fe
Cu
l
l
)
P : puissance du transformateur en kVA
PCU : pertes cuivre spécifiques ( W/ kg)
PFe : pertes entre les pertes cuivre et les pertes fer du transformateur
f : fréquence (Hz)
J : densité de courant ( A/m2)
B : induction dans le noyau ( T )
On connaît déjà les valeurs suivantes :
C = 40 (Liwschitz pour un transformateur triphasé à noyau et bobines
rondes )
P = 2500 KVA
p= PCU/PFE = ( 30/ 3.8) = 7,89
f=50 Hz
J= 3,2*106 A/m2 ( d’après l’abaque, page 95 du cours)
B = 1,5 T car on a un gros transformateur(P=2500 KVA)
Afin de pouvoir déterminer SFE , nous devons calculer les pertes cuivre
spécifiques ( PCU), et les pertes fer spécifiques ( PFE)
a)Calcul des pertes cuivre spécifiques :
D’après le cours, les pertes cuivre spécifiques ont pour expression :

2
*
*J
d
K
P
cu
cu
où :
K : coefficient tenant compte des pertes supplémentaires (K~1,2)
dcu : densité du cuivre (
3
109,8 x
kg/m3)
 : résistivité électrique, dépendant de la température ( .m)
mais on sait aussi que la résistivité dépend de la température :
  12
10
0
*1
1
2075 tt
t
cc
Comme les pertes dues à la charge sont données à 75°C, on prendra les valeurs
suivantes :
t1= 20c
t2= 75c
20c = 1.7241x10-8 .m (cours page 1)
0 = 4,33x10-3 (cours :tableau page 11)
on sait aussi que J= 3,2.106 A/m2
d’ou :
75c = 2,102 x10-8 .m
Finalement,
Cu
P
=29,021 W/kg
b)Calcul des pertes fer spécifiques :
D’après le cours, les pertes fer spécifiques ont pour expression :
2
5,1
*'*  B pKP FesFe

où :
Ks : coefficient tenant compte de l’augmentation des pertes fer dues à l’usinage.
->Ks = 1,2 ( compris entre 1,1 et 1,3 )
p’Fe : pertes spécifiques des tôles à 50 Hz et 1,5 T ( W/kg)
->p’Fe = 1,35 W/ kg
Finalement,
PFe = 1,62 W/kg
On peut donc calculer la section de Fer :
1
10.
***
*
BJf P
P
P
CS p
FE
CU
FE
donne
2
15,615 cmSFE 
II) Détermination du primaire :
a)Nombre de spires :
Le nombre de spires ns1 du primaire est donné par la relation suivante
**44,4
1
1f
V
ns
où :
V1 : tension sur une colonne ( V )
F : fréquence ( Hz)
: flux magnétique dans le noyau ( wb)