Transformateur en charge

Champ: Interrupteur électrique

China

Fonctionnement du transformateur sous charge

Lorsqu'un transformateur est sous charge, son enroulement secondaire est connecté à une charge, qui peut être résistive, inductive ou capacitive. Un courant $I 2$ circule dans l'enroulement secondaire, dont l'intensité est déterminée par la tension aux bornes $V 2$ et l'impédance de la charge. L'angle de phase entre le courant secondaire et la tension dépend des caractéristiques de la charge.

Explication du fonctionnement du transformateur sous charge

Le comportement opérationnel d'un transformateur sous charge est détaillé comme suit :

Lorsque le secondaire du transformateur est en court-circuit ouvert, il prélève un courant à vide depuis l'alimentation principale. Ce courant à vide induit une force magnétomotrice $N 0 I 0$ , qui établit un flux Φ dans le noyau du transformateur. La configuration circuit du transformateur sous conditions à vide est illustrée dans le diagramme ci-dessous :

Interaction du courant de charge du transformateur

Lorsqu'une charge est connectée au secondaire du transformateur, un courant $I 2$ circule dans l'enroulement secondaire, induisant une force magnétomotrice (FMM) $N 2 I 2$ . Cette FMM génère un flux ϕ2 dans le noyau, qui s'oppose au flux original ϕ selon la loi de Lenz.

Déphasage et facteur de puissance dans le transformateur

La différence de phase entre $V1$ et $I1$ définit l'angle de facteur de puissance ϕ1 du côté primaire du transformateur. Le facteur de puissance secondaire dépend du type de charge connecté au transformateur :

Pour une charge inductive (comme illustré dans le diagramme vectoriel ci-dessus), le facteur de puissance est retardé.
Pour une charge capacitive, le facteur de puissance est avancé.

Le courant primaire total $I1$ est la somme vectorielle du courant à vide $I0$ et du courant de compensation $I'1$ , c'est-à-dire,

Diagramme vectoriel du transformateur avec charge inductive

Le diagramme vectoriel d'un transformateur réel sous charge inductive est illustré ci-dessous :

Étapes pour construire le diagramme vectoriel

Prendre le flux Φ comme référence.
Les f.e.m. induites $E 1$ et $E 2$ sont en retard de 90° sur le flux.
La composante de tension appliquée primaire compensant $E 1$ est notée $V' 1$ (c'est-à-dire, $V'1 = -E1)$ .
Le courant à vide $I0$ est en retard de 90° sur $V' 1$ .
Pour une charge avec un facteur de puissance retardé, le courant $I 2$ est en retard sur $E 2$ d'un angle ϕ_2.
La résistance de l'enroulement et la réactance de fuite provoquent des chutes de tension, ce qui fait que la tension aux bornes secondaires est : $V 2 = E 2 − (chutes de tension)$

$I 2 R$ ₂ est en phase avec $I 2$ .
$I 2 X 2$ est orthogonal à $I 2$ .

Le courant primaire $I 1$ est la somme vectorielle de $I' 1$ et $I0$ , où $I' 1 = -I 2$ .
Tension appliquée primaire : $V1 = V'1 + (chutes de tension primaires)$

$I 1 R 1$ est en phase avec $I 1$ .
$I 1 X 1$ est orthogonal à $I 1$ .

La différence de phase entre $V 1$ et $I 1$ définit l'angle de facteur de puissance primaire ϕ1.
Facteur de puissance secondaire :

Retardé pour les charges inductives (comme dans le diagramme vectoriel).
Avancé pour les charges capacitifs.

Étapes pour dessiner le diagramme vectoriel pour une charge capacitive

Prendre le flux Φ comme référence.
Les f.e.m. induites $E 1$ et $E 2$ sont en retard de 90° sur le flux.
La composante de tension appliquée primaire compensant $E 1$ est notée $V' 1$ (c'est-à-dire, $V' 1 = -E 1$ ).
Le courant à vide $I 0$ est en retard de 90° sur $V' 1$ .
Pour une charge avec un facteur de puissance avancé, le courant $I 2$ est en avance sur $E 2$ d'un angle ϕ_$2$.
La résistance de l'enroulement et la réactance de fuite provoquent des chutes de tension, ce qui fait que la tension aux bornes secondaires est : $V 2 = E 2 − (chutes de tension)$

$I 2 R 2$ est en phase avec $I 2$ .
$I 2 X 2$ est orthogonal à $I 2$ .

Courant de compensation $I' 1 = -I 2$ (égale en intensité, opposé en phase à $I 2$ ).
Le courant primaire $I 1$ est la somme vectorielle de $I' 1$ et $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Tension appliquée primaire $V 1$ est la somme vectorielle de $V' 1$ et des chutes de tension primaires : $V 1 = V' 1 +(chutes de tension primaires)$

$I 1 R 1$ est en phase avec $I 1$ .
$I 1 X 1$ est orthogonal à $I 1$ .

Angles de facteur de puissance:

La différence de phase entre $V 1$ et $I 1$ définit l'angle de facteur de puissance primaire ϕ_$1$.
Le facteur de puissance secondaire (avancé pour les charges capacitifs) dépend entièrement du type de charge connecté.

Faire un don et encourager l'auteur

Thèmes:

Transformateur

Machines

À propos des experts

Edwiin

China

Domaine d'expertise

Power switch

Article professionnel

388

Recommandé

Plus

Pourquoi le noyau d'un transformateur doit-il être mis à la terre en un seul point ? N'est-ce pas plus fiable de le mettre à la terre en plusieurs points ?

Pourquoi le noyau du transformateur doit-il être mis à la terre ?Lors de son fonctionnement, le noyau du transformateur, ainsi que les structures, pièces et composants métalliques qui fixent le noyau et les enroulements, se trouvent dans un fort champ électrique. Sous l'influence de ce champ électrique, ils acquièrent un potentiel relativement élevé par rapport à la terre. Si le noyau n'est pas mis à la terre, une différence de potentiel existera entre le noyau et les structures de serrage et la

Vziman

01/29/2026

Quelle est la différence entre les transformateurs redresseurs et les transformateurs de puissance?

Qu'est-ce qu'un transformateur redresseur?"La conversion de puissance" est un terme général englobant la redressage, l'inversion et la conversion de fréquence, le redressement étant le plus largement utilisé parmi eux. L'équipement de redressement convertit l'alimentation CA d'entrée en sortie CC à travers le redressement et le filtrage. Un transformateur redresseur sert de transformateur d'alimentation pour un tel équipement de redressement. Dans les applications industrielles, la plupart des a

Vziman

01/29/2026

Comment juger détecter et diagnostiquer les pannes du noyau de transformateur

1. Dangers, Causes et Types de Défauts de Mise à la Terre Multipoints dans les Noyaux de Transformateurs1.1 Dangers des Défauts de Mise à la Terre Multipoints dans le NoyauEn fonctionnement normal, le noyau d'un transformateur doit être mis à la terre en un seul point. Pendant l'exploitation, des champs magnétiques alternatifs entourent les enroulements. En raison de l'induction électromagnétique, des capacités parasites existent entre les enroulements haute tension et basse tension, entre l'enr

Vziman

01/27/2026

Une Brève Discussion sur le Choix des Transformateurs de Mise à la Terre dans les Postes d'Élévation

Une brève discussion sur le choix des transformateurs de terre dans les postes d'augmentationLe transformateur de terre, couramment appelé "transformateur de terre", fonctionne à vide pendant le fonctionnement normal du réseau et est surchargé en cas de court-circuit. Selon la différence de milieu de remplissage, les types courants peuvent être divisés en immergés dans l'huile et à sec ; selon le nombre de phases, ils peuvent être classés en transformateurs de terre triphasés et monophasés. Le t

Vziman

01/27/2026