Transformateur en condition à vide

Fonctionnement à vide du transformateur

Lorsqu'un transformateur fonctionne en condition de charge nulle, son enroulement secondaire est en circuit ouvert, éliminant ainsi la charge sur le côté secondaire et entraînant un courant secondaire nul. L'enroulement primaire transporte un petit courant à vide I0, représentant 2 à 10 % du courant nominal. Ce courant alimente les pertes fer (pertes par hystérésis et pertes par courants de Foucault) dans le noyau et des pertes cuivre minimales dans l'enroulement primaire.

L'angle de déphasage de I0 est déterminé par les pertes du transformateur, avec un facteur de puissance restant très faible - allant de 0,1 à 0,15.

Composantes du courant à vide et diagramme phasor
Composantes du courant à vide

Le courant à vide I₀ se compose de deux composantes :

• Composante réactive (de magnétisation) Im

• En quadrature avec la tension appliquée V₁

• Génère le flux du noyau sans consommation de puissance

• Composante active (puissance) I_w

• En phase avec V₁

• Alimente les pertes fer et les pertes cuivre minimes de l'enroulement primaire

Étapes de construction du diagramme phasor

• La composante de magnétisation I_m est en phase avec le flux magnétique ϕ, car elle génère le flux de magnétisation.

• Les forces électromotrices induites E₁ et E₂ dans les enroulements primaire et secondaire sont déphasées par rapport au flux ϕ de 90°.

• Les pertes cuivre primaires sont négligeables, et le courant secondaire I2 = 0, éliminant ainsi les pertes secondaires.

• Le courant à vide I0 est déphasé par rapport à V1 d'un angle ϕ₀ (angle du facteur de puissance à vide), comme indiqué dans le diagramme phasor.

• La tension appliquée V₁ est tracée égale et opposée à E₁, car leur différence à vide est négligeable.

• La composante active I_w est alignée en phase avec V₁.

• Le courant à vide I₀ est la somme phasorielle de I_m et I_w.

À partir du diagramme phasor dessiné ci-dessus, on peut tirer les conclusions suivantes :