DS transfo

Chap. B.2.1 Transformateur
DS du 13/12/07
BACF3 2002 :
Le transformateur a les caractéristiques suivantes :
Tension primaire nominale : U1n= 25 kV
Puissance apparente : 4000 kVA
On a réalisé deux essais qui ont permis d'obtenir les résultats suivants :
* Essai à vide :
Tension primaire nominale
Tension secondaire à vide : U20 = 1,25 kV
Puissance absorbée au primaire : P10 = 2 kW
* Essai en court circuit : Tension primaire : U1cc = 1 kV
Courant secondaire : I2 cc = 3 kA
Puissance absorbée au primaire : P1cc = 90 kW
1)
2)
Déterminer le rapport de transformation.
Représenter le schéma équivalent du transformateur ramené au secondaire.
Établir les relations qui permettent de déterminer les éléments Rs et Xs du modèle
équivalent de Thévenin de ce transformateur en utilisant ce modèle pour
exploiter l’essai en court-circuit. Calculer Rs.
3) On place en sortie de ce transformateur (côté basse t e n s i o n ) un pont- mixte
qui va alimenter le moteur du TGV. Le transformateur distribue alors un courant de
1 kA sous une tension de 1.2 kV.
3.1) Donner l'allure de la représentation de Fresnel qui permet de
déterminer la valeur du facteur de puissance secondaire.
3.2) La chute de tension AU2 au secondaire au secondaire a pour
expression U2 = U20 - U2 = Rs.I2.cos2 + Xs.I2.sin2
Quelle doit être la nature de la charge pour que la chute de tension
secondaire soit nulle ?
BacF3031 : Transformateur monophasé 50Hz
Les mesures effectuées avec des appareils numériques ont donné les résultats
suivants :
- Essai en courant continu au primaire :
U1DC= 5 V
I1DC=10 A
- Essai à vide sous tension primaire nominale :
U1N = 240 V l1V = 1 A
P1V = I0 W U2V = 24V
- Essai en court-circuit sous tension primaire réduite : U1CC = 24 V I2CC = 30 A P1CC = 36 W
- Essai sur charge résistive et sous tension primaire nominale : U1N= 240 V, I2=I2CC=30A
Bernaud J.
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Essai à vide
1.1. Donner un schéma de montage permettant de réaliser les mesures de l'essai à
vide.
1.2. Calculer le rapport de transformation.
1.3. Montrer que l'on peut négliger les pertes par effet Joule lors de cet essai. En
déduire alors les pertes dans le fer.
Essai en court-circuit
2.1. Donner un schéma de montage permettant les mesures de l'essai en
court-circuit.
2.2. Montrer que l'on peut négliger les pertes dans le fer lors de cet essai sachant
qu'elles sont proportionnelles au carré de la tension efficace primaire.
En déduire alors les pertes par effet Joule.
2.3. Le modèle équivalent du transformateur vu du secondaire est représenté sur la
figure 1 de l'annexe 1 page 5.
Déterminer la valeur de la résistance Rs des enroulements ramenée au secondaire.
Essai en charge
3.1. Sur le document réponse 1 de la page 7, tracer le diagramme vectoriel de
Fresnel correspondant à l'essai en charge. On donne Xs = 80 m
En déduire la valeur de U2, tension efficace au secondaire du transformateur.
3.2. Calculer le rendement du transformateur.
Bernaud J.
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Bernaud J.
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