Qu'est-ce que le calibre d'un transformateur et ses caractéristiques de fonctionnement en détail ?

1. Tension nominale 【U1N】【U2N】.

Tension nominale côté primaire [U1N]La valeur effective de la tension normale de fonctionnement : est basée sur la force d'isolation et la chaleur admissible spécifiées dans la valeur effective de la tension normale de fonctionnement.

Tension nominale secondaire [U2N]Dans le système électrique, lorsque le côté primaire de la tension nominale, le côté secondaire de la valeur effective de la tension à vide ; dans l'instrumentation, lorsque le côté primaire de la tension nominale, le côté secondaire de la valeur effective de la tension à charge nominale.

2. Courant nominal [I1N] [I2N]

Courant nominal 【I1N】【I2N】 : désigne la valeur efficace maximale du courant autorisé à traverser les enroulements primaire et secondaire en fonctionnement continu.

3. Capacité nominale 【SN】

Capacité nominale 【SN】 = 【U2N】 × 【I2N】.

Désigne le premier et le second côté du produit de la tension et du courant nominaux, c'est-à-dire leur puissance apparente nominale. La capacité nominale reflète la capacité du transformateur à transmettre l'énergie électrique, mais il ne faut pas confondre la puissance de sortie réelle et la capacité nominale.

Par exemple :

Pour un transformateur avec une capacité nominale [SN] = 1000 kVA :

Lorsque le facteur de puissance de la charge est égal à 1, la puissance active maximale est de 1000 kW.

Lorsque le facteur de puissance de la charge est de 0,7, la puissance active maximale P = 1000 × 0,7 = 700 kW.

La puissance de sortie réelle du transformateur dépend de la taille et de la nature de la charge sur le côté secondaire.

4. Fréquence nominale [fN]

Fréquence nominale [fN] : se réfère au transformateur qui doit être connecté à la fréquence de l'électricité. La fréquence standard de notre système électrique est de 50 Hz.

Idéalement, afin d'analyser le principe de fonctionnement du transformateur et de mettre en évidence le rôle des principales grandeurs physiques, nous ignorons les enroulements primaires et secondaires dans la résistance et la force électromotrice de fuite sur le travail réel.

Dans la pratique, le transformateur fonctionne en charge, et lorsque la charge augmente, la chute de tension de la résistance et la force électromotrice de fuite sur les enroulements primaire et secondaire augmentent, ce qui entraîne une diminution de la tension aux bornes [U2] de l'enroulement secondaire. Lorsque la tension de l'enroulement primaire du transformateur [U1] et le facteur de puissance de la charge [cosψ] doivent être, la tension de l'enroulement secondaire [U2] avec la courbe de variation du courant de charge est appelée caractéristiques externes du transformateur.

Diagramme de la courbe des caractéristiques externes résistives et inductives d'un transformateur

Pour les charges résistives et inductives, la courbe caractéristique externe est inclinée vers le bas, et plus le facteur de puissance de la charge inductive est faible, plus la tension [U2] chute rapidement. Le degré de changement des caractéristiques externes du transformateur peut être exprimé par le taux de variation de la tension [△U%].

Le taux de variation de la tension fait référence au transformateur qui passe de l'état à vide à l'état à pleine charge, à la tension du côté secondaire [U2] de l'importance de la variation et au pourcentage de la tension du côté secondaire à vide [U20]. En général, le taux de variation de la tension des transformateurs de grande capacité est plus faible, le taux de variation de la tension des transformateurs de puissance est généralement d'environ 5%, tandis que le taux de variation de la tension des petits transformateurs peut aller jusqu'à 20%.

La tension aux prises électriques domestiques provient du transformateur d'alimentation, c'est pourquoi la tension n'est pas constante (220V) mais fluctue lorsqu'elle est mesurée. Le taux de variation de la tension est un indicateur technique important qui influe sur la qualité de l'alimentation électrique.

5. Rendement et pertes des transformateurs

Au cours du processus de transmission de l'énergie, les enroulements primaires et secondaires et le noyau de fer consomment une partie de l'énergie, c'est-à-dire la perte de cuivre [△PCu] sur les enroulements et la perte de fer [△PFe] dans le noyau de fer, de sorte que la puissance de sortie est légèrement inférieure à la puissance d'entrée.

Efficacité du transformateur [η

Le rendement d'un transformateur est défini comme le rapport entre la puissance de sortie [P2] et la puissance d'entrée [P1], et est généralement exprimé en pourcentage.

À vide, bien que [P2] = 0, mais [△PCu] ≠ 0 et [△PFe] ≠ 0, donc [η] = 0. Lorsque la charge augmente, l'efficacité de [η] augmentera d'abord, mais en raison de la perte de cuivre avec le carré du courant proportionnel à la croissance, l'efficacité de la charge sera atteinte avant la valeur maximale et commencera ensuite à décliner.

Courbe de relation entre le rendement du transformateur et le courant de charge [I2].

À la charge nominale, le rendement des petits transformateurs est d'environ 60% à 90%, celui des transformateurs de grande puissance pouvant atteindre 96% à 99%. Toutefois, l'efficacité de la charge légère est plus faible, de sorte que la capacité du transformateur doit être raisonnablement sélectionnée pour éviter un fonctionnement à charge légère ou à vide à long terme.