TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE, STS GENIE ELECTROTECHNIQUE 2° ANNEE SERIE 1 TP1 ETUDE D’UN TRANSFORMATEUR MONOPHASE Situation : Plateforme d’essai, vérification des caractéristiques avant livraison. Objectif: Modéliser un transformateur par des méthodes différentes. -1- PREPARATION -11- Etude classique Série 1 -110- Visionner les vidéos. (Trouvées sur le site: http://www.physique-appliquee.net/videos) -111- Faire le schéma du modèle équivalent complet d’un transformateur monophasé, en indiquant précisément pour chaque élément du modèle sa signification physique. (voir cours) -112- Rappeler l'hypothèse de Kapp. Faire le schéma équivalent ramené au secondaire. Rappeler les relations liant les éléments de ce modèle à ceux du modèle de la question précédente. Pourquoi dit-on dans l’hypothèse de Kapp que le transformateur est parfait pour les courants ? -113- Décrire les essais à effectuer pour définir numériquement les éléments du schéma simplifié de Kapp (Rs, Xs et m). -114- Donner la relation entre Xs et Q1cc. La pince F09 Chauvin Arnoux peut-elle effectuer une mesure de puissance réactive directement (voir document joint) ? -115- Donner la relation qui permet de calculer la chute de tension approchée à la sortie d’un transformateur monophasé. -116- Proposer un schéma proche de celui du -111- mais qui prendrait en compte le courant à vide. -117- A l’aide de la documentation des appareils de mesures, indiquer l’erreur faite sur une mesure de tension de 220 V, un courant de 10 A et une puissance de 100W (pince F09). TP 1 ETUDE D’UN TRANSFORMATEUR MONOPHASE Page 1 sur 3 -12- Méthode d’opposition T1 et T2 sont deux transformateurs identiques T3 est un transformateur (220V/(24V ou 48V) , 40A) utilisé en abaisseur. Tension secondaire u3. W1/A1 sont des appareils de mesures permettant de relever les différentes grandeurs électriques utiles. V1 W1/A 1 T1 T2 W2/A2 T3 -121- Rappeler la définition des bornes homologues et une méthode expérimentale permettant leur détermination. Comment doit-on coupler T1 et T2 pour qu’ils soient en opposition ? -122- Pour des transformateurs parfaitement identiques, lorsqu’ils sont en opposition et avec u3=0, que peut-on dire du courant i2 circulant dans les secondaires (voir schéma ci-dessous, représentation du modèle équivalent des 2 transformateurs T1 et T2, courant à vide non négligé)? i’1 it v1 i1 i10 i’1t i1t e1 Série 1 i’1 i2 v2 v’2 i’10 e’1 -123- Donner les relations entre : - i1, i10 et i2 pour le transformateur T1; - i’1, i’10 et i2 pour le transformateur T2; - it et les courants à vide, it courant consommé par l’ensemble des 2 transformateurs. -124- A partir de la question précédente, It dépend-il de i2 ? Que représente alors la puissance mesurée par le wattmètre W 1/A1? -125- Comme V2= V’2, dans la méthode d’opposition, quel est l’élément qui permet de faire circuler un courant au secondaire (i2) ? Que représentent alors P2 et Q2, mesures relevées par W 2/A2? TP 1 ETUDE D’UN TRANSFORMATEUR MONOPHASE Page 2 sur 3 -2- PARTIE EXPERIMENTALE, MESURES Données: T1 (type TRMN 8A) Sn = 2000 VA Up = 220 V Ip = 9,1 A Us = 230 V Is = 9,1 A Ucc%= 4 %. -21- Essai à vide -211- Lors de l’essai à vide observer avec la pince Fluke le courant absorbé et relever son spectre et son taux de distorsion harmonique (THd-R). Relever avec la pince I10=f(V1), (touche A=f(V)). -22- Méthode de Kapp -221- Déterminer par des essais les caractéristiques du transformateur (Rs, Xs, Ucc%, Pfn, Scc). On effectuera le calcul de Xs à partir des deux méthodes présentées en -113- et -114-. -23- Méthode d’opposition -231-232- 2 2 2 Tracer les courbes P1 = f( I 2 ), P2 = f( I 2 ) et Q2 = f( I 2 ) à V1 constante. Déduire des mesures précédentes les valeurs de Rs et XS. -24- Validation du modèle -241- Faire un essai direct pour une charge inductive (cos= 0,8 environ). Relever la chute de tension. -3- INTERPRETATIONS -31-32- Comparer les valeurs de Rs et Xs obtenues par les différentes méthodes. Calculer (voir -115-) la chute de tension correspondant à l’essai du -241-. Le modèle est-il bon ? -4- CONCLUSIONS Pour déterminer la chute de tension et le rendement d’un transformateur, quel est l’intérêt des méthodes étudiées par rapport à des essais directs. Comparer les résultats obtenus (Ucc%, Pertes fer, Pertes Joule) avec les données constructeur fournies. Série 1 TP 1 ETUDE D’UN TRANSFORMATEUR MONOPHASE Page 3 sur 3