TP N 2 - TRANSFORMATEUR MONOPHASE INDUSTRIEL

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1 Université de TOULON et du R Noms Prénoms : Institut Universitaire de Technologie Note : GENIE ELECTRIQUE & INFORMTIQUE INDUSTRIELLE Travaux Pratiques d Electrotechnique Groupe : Date : TP N 2 - TRNSFORMTEUR MONOPHSE INDUSTRIEL But: Mise oeuvre des essais industriels, calcul de la chute de tension en charge et du rendement. Elaboration du schéma équivalent au transformateur aleurs nominales : Tension primaire U 1N = 230 Courant secondaire I 2N = 9. Les deux demi-secondaires seront connectés en série PREPRTION : 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. Calculer la tension secondaire en charge sachant que la tension primaire est 230 ; le courant secondaire 9 et le facteur de puissance 0,6 R. 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. GRNERO 1 ET1-S1-TP2.doc

2 M. GRNERO 2 ET1-S1-TP2.doc

3 TP N 2-1 er Essai ESSI SECONDIRE OUERT Figure Hz Ph 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 N Travail à effectuer : Pour la tension primaire nominale U 10 = U 1N = 230 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: M. GRNERO 3 ET1-S1-TP2.doc

4 TP N 2-2 ème Essai ESSI SECONDIRE EN COURT-CIRCUIT Bien faire vérifier votre montage avant l'essai en court-circuit! Figure Hz Ph R 4k 100% Remarque : L ampèremètre au secondaire est impérativement analogique (à aiguille!) N TTENTION: Cet essai est réalisé sous tension réduite!!! fin 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. puis augmenter progressivement la tension u 1 en agissant sur l T jusqu à obtenir I 2CC = I 2N = 9 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. M. GRNERO 4 ET1-S1-TP2.doc

5 TP N 2-3 ème Essai ESSI EN CHRGE ERIFICTION DU MODELE DE KPP Dans un premier temps, on exploite les résultats précédents et on applique le modèle simplifié de Kapp. i 1 X S = l sω -mi 2 i 2 R S Rappeler les résultats obtenus lors des essais précédents : m = / R s = Ω u 1 -mu 1 u 2 X s = P 10 = Ω Pour une alimentation sous tension nominale U 1 = U 1N = 230, un courant secondaire nominal I 2 = I 2N = 9, et pour les trois valeurs de facteur de puissance cos(ϕ 2 ) 1, 0,7 R et 0,7, calculer les valeurs théoriques de : - La chute de tension en charge U 2 - La tension secondaire U 2 - Le rendement η 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 ) Pertes = P 10 + R s I 2 2 U 1 = 230 = U 1N et I 2 = 9 = I 2N U 20 = Cos(ϕ 2 ) U 2 () U 2 () P 2 () Pertes() P 1 () η (%) 1 0,7 R 0,7 Calculer la valeur I 2opt pour laquelle le rendement est maximum. I 2opt = Calculer η max pour cos ϕ 2 = 1 η max = % ERIFICTION DES RESULTTS PR UN ESSI EN CHRGE fin 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. Figure 3 Ph Hz L C R N Effectuer d abord l essai pour cos ϕ = 1 ensuite passer à cosϕ = 0,7 M. GRNERO 5 ET1-S1-TP2.doc

6 Protocole pour cos ϕ 2 = 0,7 : Le plan de charge réactif (C ou L) étant à l arrêt, régler R pour avoir I 2 = 0,7.I 2N = 6,3 Mettre C (ou L) en fonction et le régler jusqu à ce que I 2 atteigne la valeur désirée I 2N = 9. juster R pour parfaire le point si nécessaire (il faut avoir I 2 = 9 et P 2 = 6,3.U 2 ) Pour U 1 = U 1N, I 2 = I 2N, et pour les trois valeurs de facteur de puissance 1, 0,7 R et 0,7, mesurer les valeurs pratiques de U 2, P 2, I 1, P 1 en déduire les valeurs du rendement et du cos(ϕ) 1. Comparer ces valeurs à celles obtenues par le calcul au paragraphe précédent. U 1 = 230 = U 1N et I 2 = 9 = I 2N U 20 = Cos(ϕ 2 ) U 2 () P 2 () I 1 () P 1 () η (%) Cos(ϕ 1 ) 1 0,7 R 0,7 M. GRNERO 6 ET1-S1-TP2.doc

7 TP N 2-4 ème Essai RESISTNCES DES BOBINGES Pour cet essai on utilisera une alimentation stabilisée à courant continu (Fontaine). Mesurer par la méthode volt-ampèremétrique la résistance de la bobine primaire r 1 et de la totalité du secondaire r 2.(2 bobines en série) pour un courant de 1 Figure 4 Rh Si on utilise le limiteur de courant de l alimentation, le rhéostat n est pas nécessaire Primaire : U = I = r 1 = Ω Secondaire : U = I = r 2 = Ω Calculer la valeur du courant qui traverserait le primaire si on appliquait une tension continue égale à la tension nominale. Qu en pensez-vous? Calculer la valeur R S = r 2 + m 2.r 1 puis la comparer à la valeur de R s obtenue lors de l essai en court-circuit. M. GRNERO 7 ET1-S1-TP2.doc

8 TP N 2-5 ème Essai COURNT ET PUISSNCE SECONDIRE OUERT Figure Hz Ph Remarque : Si U 10, I 10 et P 10 sont mesurés avec une pince multifonction. N Relever et tracer la courbe des variations du courant et de la puissance absorbés lorsque le secondaire fonctionne à circuit ouvert : i X S = - I 10 = f (U 10 ) pour 0 < U 10 < P 10 = f (U 10 ) i - 1 i 2 i R ma Que peut-on dire de l allure de la variation de la puissance absorbée? u - Pour U 10 = U 1N = Calculer la valeur de la résistance R F équivalente aux pertes fer. - Calculer la puissance magnétisante P mag, en déduire la valeur du courant magnétisant I mag ainsi que celle de l inductance primaire L p L R S u M. GRNERO 8 ET1-S1-TP2.doc

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