TP N° 2 - TRANSFORMATEUR MONOPHASE INDUSTRIEL

Université de TOULON et du VAR Noms Prénoms :
Institut Universitaire de Technologie
G ENIE ELECTRIQUE &
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
Travaux Pratiques d’Electrotechnique Groupe : Date :
M. GARNERO 1 ET1-S1-TP2.doc
Note :
TP N° 2 - TRANSFORMATEUR MONOPHASE INDUSTRIEL
But: Mise oeuvre des essais industriels, calcul de la chute de tension en charge et du rendement.
Elaboration du schéma équivalent au transformateur
Valeurs nominales : Tension primaire U
1N
= 230 V Courant secondaire I
2N
= 9 A.
Les deux demi-secondaires seront connectés en série
PREPARATION :
 Comment calcule-t-on le rapport de transformation m ?
 Comment calcule-t-on R
S
et X
S
à partir des résultats de l’essai en court-circuit ?
 Pour une mesure fictive qui aurait donné :
m = 0,5; Rs = 0,5 Ω; Xs = 1Ω. Pertes fer égales à 40 W.
Calculer la tension secondaire en charge sachant que la tension primaire est 230 V; le courant secondaire 9 A
et le facteur de puissance 0,6 AR .
Calculer alors le rendement.
 Pour quelle valeur de courant a-t-on le rendement maximum ?
 Comment calcule-t-on la résistance R
F
et l’inductance L
P
à partir de l’essai à secondaire ouvert ?

M. GARNERO 2 ET1-S1-TP2.doc

M. GARNERO 3 ET1-S1-TP2.doc
TP N° 2 - 1
er
Essai ESSAI A SECONDAIRE OUVERT
Schéma de câblage :
Travail à effectuer :
Pour la tension primaire nominale U
10
= U
1N
= 230 V mesurer la valeur de :
- La tension secondaire U
20
, en déduire la valeur du rapport de transformation m
- La puissance absorbée à vide P
10
Mode opératoire et résultats:
Figure 1
V
W
230V
50 Hz
Ph
N
A
V
Remarque :
U
10
, I
10
et P
10
sont mesurés avec un
appareil multifonction (un seul appareil
pour les 3 grandeurs).
Le voltmètre au secondaire est un
appareil numérique

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TP N° 2- 2
ème
Essai ESSAI A SECONDAIRE EN COURT-CIRCUIT
Bien faire vérifier votre montage avant l'essai en court-circuit !
Schéma de câblage :
ATTENTION: Cet essai est réalisé sous tension réduite !!! Afin de limiter le courant, un plan de
charge résistif est placé en série avec le primaire du transformateur (attaque en courant)
Mode opératoire:
Commencer impérativement à U
1cc
= 0 V. puis augmenter progressivement la tension u
1
en agissant sur l’ATV
jusqu’à obtenir I
2CC
= I
2N
= 9 A mesurer les valeurs :
- du courant primaire I
1CC
, (on vérifiera la valeur du rapport de transformation m en utilisant le rapport des
courants)
- de la tension primaire U
1CC
- de la puissance P
1CC
Résultats et exploitation :
Calculer les valeurs R
S
et X
S
du schéma équivalent au transformateur vu du secondaire.
Figure 2
Remarque :
L’ampèremètre au secondaire est
impérativement analogique (à
aiguille !)
V
W
230V
50 Hz
Ph
N
A
A
R 4kW
100%

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TP N° 2- 3
ème
Essai ESSAI EN CHARGE – VERIFICATION DU MODELE DE KAPP
Dans un premier temps, on exploite les résultats précédents et on applique le modèle simplifié de Kapp.
Pour une alimentation sous tension nominale U
1
= U
1N
= 230 V, un courant secondaire nominal
I
2
= I
2N
= 9 A, et pour les trois valeurs de facteur de puissance cos(ϕ
2
) 1, 0,7
AR
et 0,7
AV
, calculer les valeurs
théoriques de :
- La chute de tension en charge ∆U
2
- La tension secondaire U
2
- Le rendement η
U
1
= 230 V = U
1N
et I
2
= 9 A = I
2N
U
20
= V
Cos(ϕ
ϕϕ
ϕ
2
) ∆U
2
(V) U
2
(V) P
2
(W) P ertes (W) P
1
(W) η (%)
1
0,7 AR
0,7 AV
Calculer la valeur I
2opt
pour laquelle le rendement est maximum. I
2opt
= A
Calculer η
max
pour cos ϕ
2
= 1 η
max
= %
VERIFICATION DES RESULTATS PAR UN ESSAI EN CHARGE
Afin de valider la méthode précédente, nous procédons à un essai contradictoire.
Il s’agit d’un essai en charge, qui n’a rien d’industriel (il est même industriellement absurde !), mais qui permet
cependant de juger la qualité du modèle théorique.
Schéma de câblage :
Effectuer d’abord l’essai pour cos ϕ = 1 ensuite passer à cosϕ = 0 ,7
u
2
-mu
1
-mi
2
i
2
X
S
= l
s
ω
R
S
i
1
u
1
Rappeler les résultats obtenus lors
des essais précédents :
m = V/V
R
s
= Ω
X
s
= Ω
P
10
= W
∆U
2
= R
S
I
2
cos(ϕ
2
) + X
S
I
2
sin(ϕ
2
)
P
2
= U
2
I
2
cos(ϕ
2
)
P ertes = P
10
+ R
s
I
22
230V
50 Hz
Ph
N
V
W
A
A
L
C
V
W
R
Figure 3