reversibilite des transformateurs
olivier
trouver dans des catalogues constructeurs des transfos avec remarque
suivante : "réversibilité compensée" ( ex : Legrand : 400-230 V ou
230-400 V par réversibilité compensée ; transfos TSCN séparation des
circuits mono).
Je veux bien admettre que sur des bobinages concentriques : les
bobinages intérieurs (en général primaire) et extérieur n'aient pas le
même comportement s'il sont primaire ou secondaire. (les termes l1w et
l2w doivent changer, d'après moi) selon les cas.
Mais quid de cette "réversibilité compensée" s'agit t-il d'un mélange
des bobinages primaires et secondaires, ou d'une autre technique de
bobinage ? Si quelqu'un peut m'éclairer ma lampe à filament
carbonne-bambou ça serait sympa :)
Olivier
--
Electrotechnique : http://webelec.waika9.com/
2000 : Dernière année du 20ème siècle
http://www.bdl.fr/Granpub/communique2000.html
*********************************************
http://perso.wanadoo.fr/rougon
G.T
primaire et secondaire), I1 et I2 sont inversées, mais le rendement du
transfo ne varie pas, ni sa puissance (S normal=S inversé), seulement il y a
un problème : c'est que le transfo conserve son rapport de transformation,
et un 220-24 inversé donne un 24-220 ou bien un 220-2017 V. Et c'est là que
ça coince.
Pour la réversibilité compensée, je sais pas à quoi ça correspond. Mes
connaissances en électrotechnique sont assez faibles, ayant arrêté mes
études au niveau BEP en Juin 99 (et ne m'occupant plus que d'électronique à
présent). Donc si quelqu'un pouvait étayer cette thèse...
PS : Si vous voulez rire des pseudo-problèmes d'électronique embarquée auto,
allez sur alt.peugeot.sucks !
pierre.loux
En théorie, un transformateur est bien sûr réversible. La tension secondaire
étant égale à:
U2 = U1 * N2 / N1
(N1 et N2 étant le nombre de spires primaire et secondaire).
Dans la pratique, il y a un petit hic ...
La résistance des enroulements (mais aussi la self de fuite et autres pertes
de ce genre) ne sont pas nulles. La tension secondaire est donc plus basse
qu'elle ne devrait l'être en théorie. Le constructeur rajoute par conséquent
quelques spires à son calcul pour obtenir la tension secondaire lorsque le
transfo débite le courant pour lequel il est prévu.
Le problême se complique un peu lorsque le transfo est destiné à travailler
dans les deux sens (un à la fois !). Il ne reste alors qu'à rajouter une
sortie pour compenser ces chutes de tensions.
o---X X----o U2 sec
X X
U1 prim o---X X
X X
X X
X X
X X
o--- X X----o
ou ...
U1 sec o----X X----o U2 prim
X X
o----X X
X X
X X
X X
o--- X X----o
Pour d'autres questions sur tout ce qui concerne le bobinage, contacte-moi
olivier
>
> C'est pas aussi compliqué que ça!
>
idéale (victoire de Gaulard et Gibbs vs Desprez et Edison) les 98 à 99%
de rendement, la réversibilité ... théorique, et la fumeuse théorie du
transfo parfait.
La culture étant ce qu'il reste quand on a tout oublié, le transfo reste
des rapports U2/U1 = N2/N1 = I1/I2 : le transfo parfait (le seul qui
n'existe pas !) Donc il est bien important de distinguer PRIMAIRE et
SECONDAIRE !! ce qui n'est pas toujours évident sur le marquage des
transfos !
Si tu peux nous en dire plus sur les bobinages de transfos je suis
prenneur !
Marc Zirnheld
dans le forum fr.sci.electrotechnique...
> La culture étant ce qu'il reste quand on a tout oublié, le transfo reste
> des rapports U2/U1 = N2/N1 = I1/I2 : le transfo parfait (le seul qui
> n'existe pas !) Donc il est bien important de distinguer PRIMAIRE et
> SECONDAIRE !! ce qui n'est pas toujours évident sur le marquage des
> transfos !
Oui bon, alors, ton transfo "à réversibilité compensée", combien a-t-il
de bornes ?
Y a-t-il un petit enroulement supplémentaire à ajouter au secondaire
dans l'un des sens de fonctionnement pour rétablir une tension correcte
en compensant la chute?
--
Marc.Z...@teaser.fr (se méfier des contrefaçons)
olivier
>
>
> Oui bon, alors, ton transfo "à réversibilité compensée", combien a-t-il
> de bornes ?
Juste deux primaires et deux secondaires ;)
pierre.loux
de transformateur ...
1. Définition des caractéristiques.
Supposons puissance P=100 watt
tension primaire U1=240 volt
tension secondaire U2=24 volt
fréquence F=50 Hz
2. Un peu de théorie.
La force électro-motrice E1 est égale à U1-Zp*I1 (partie récepteur du
transfo) ...
- avec Zp égale à l'impédance primaire composée de Rp et Xp, soit
Zp=racine[(Rp)2 + (Xp)2] ...
- avec Rp=résistance du bobinage primaire (donc pertes cuivre au primaire)
- avec Xp=Lfp*w = Lfp*2*pi*F ... avec Lfp=inductance de fuite vue coté
primaire (donc toutes les pertes selfiques)
La force électro-motrice E2 est égale à E1*N2/N1 (c'est là qu'intervient le
transfo idéal)
La tension U2 est égale à U2-Zs*I2 (partie générateur du transfo) ...
avec le raisonnement identique que ci-dessus, mais pour l'enroulement
secondaire.
Rp Xp Xs
Rs
o-------xxxxx-----xxxxx--------- ----------xxxxx------xxxxx-------
-o
| |
O O
U1 E1 O O E2
U2
O O
| |
o---------------------------------- ------------------------------
-------o
3. Simplifions.
Pour notre transformateur, et compte-tenu que nous allons le bobiner
concentriquement et avec soin (?), nous allons négliger les pertes
inductives, pour ne retenir que les pertes résistives.
Donc E1=U1-Rp et U2=E2-Rs
4. Et maintenant, de la pratique.
- La puissance de 100 W peut être assimilée à 100 VA si l'on admet un cos
phi de 1.
- Cette puissance de transfo nécessite un noyau magnétique d'environ 1000 à
1500 mm2, suivant sa qualité et donc l'induction admissible. Là intervient
un calcul un peu plus sérieux, ... ou un peu d'expérience.
- Le circuit magnétique sera constitué de tôles au format EI96 ou EI108 ou
U32 ou autre ...
- Prenons la tôle EI96. Elle mesure en réalité 80 x 96 mm, avec une
épaisseur de 0.5 mm pour les qualités V800-50A à V400-50A (anciennement 3.6
à 1.7 W/Kg) et 0.35 mm pour les qualités V330-50A à VM111-35 (anciennement
1.35 à 0.6 W/Kg). La jambe centrale mesure 32 mm. Il faut donc une épaisseur
de 40mm environ, soit 80 ou 115 tôles suivant l'épaisseur choisie. Nous
allons choisir la qualité V400-50A (1W7) pour des raisons économiques.
- Il faut aussi une carcasse (ou corps de bobine). Cet élément en plastique
contiendra les bobinages et assurera l'isolation de ces bobinages envers le
circuit magnétique. Son format est adapté aux tôles choisies. Il en existe
au format EI96 avec des noyaux 32*19 à 32*71, et plus précisément 32*40 mm.
- Le nombre de spires primaires est calculé par la formule de Boucherot
E=4.44*N*B*S*F, en admettant que le courant magnétisant est négligeable et
dont E1=U1 à vide. Pour le primaire de 240V, nous trouvons 808 spires que
l'on arrondi à 810. Ce calcul tient compte du foisonnement des tôles
entre-elles et d'une induction maximale Bmax de 1.1 tesla. La valeur de
l'induction est issue d'un calcul assez ardu, faisant intervenir le
rendement optimal entre pertes fer et pertes cuivre. Mais simplifions ...
- Et c'est là qu'intervient la question de départ. Si l'on souhaite une
tension à vide de 24 volts, N2 est égal à 810*24/240 = 81 spires (rapport de
10/1). Le transfo est donc réversible, car alimenté en 24V (au secondaire
bien sûr), il débitera 240 volts sur l'enroulement N1.
- Mais le client habituel souhaite 24 volts en charge, c'est à dire sous
100/24 = 4 ampère.
- Un rapide calcul du remplissage de la carcasse définie plus haut, donne
les 2 diamètres de fils de cuivre. La méthode la plus simple consiste à
remplir 50/50% entre primaire et secondaire ... mais un calcul plus fin
faisant intervenir le rendement optimal est judicieux. L'on trouve
finalement N1 = 810 spires en fil Ø 0.50 mm grade 2 classe F et N2 = 81
spires en fil Ø 1.50 grade 2 classe F (je ne rentre pas dans les détails des
caractéristiques des fil de cuivre émaillés, ni du calcul thermique
préalable). Dans notre cas, R1=12.8 et R2=0.17 ohms à 20° ... mais un peu
plus lorsque le transfo se sera mis à chauffer.
- Donc E1=U1-Rp.I1 = 240-12.8*0.42 = 234.6 V
- Puis E2=E1*N2/N1 = 234.6*81/810 = 23.4 V
- Puis U2=E2-Rs-I2 = 23.4-0.17*4.16 = 22.7 V
- La tension secondaire en charge (résistive) sera proche de 22.7 volts à
froid, avant échauffement. A la stabilisation thermique, sous pleine charge
et en fonction de la température ambiante et du niveau de ventilation ... la
température sera proche de 85°C et les résistances auront augmenté d'un
facteur 1,25. Alors la tension secondaire sera voisine de 22.4 volt.
- Si l'on souhaite compenser cette chute de tension, il faut bobiner non pas
81 mais 87 spires au secondaire.
5. Et la réversibilité compensée ?
Dans notre dernier calcul, N1=810 et N2=87 spires.
Si l'on alimente par le cul (pardon, par le secondaire) en 24 volts ...
E2=24-(0.17*1.25)*4.16 = 23.1
E1=23.1*810/87 = 215
U1=215-(12.8*1.25)*0.42 = 208 volts et non pas 240.
Il faut donc prévoir un bobinage supplémentaire de compensation d'environ
(240-208)=32 volt, soit 108 à 110 spires.
Le transfo devient:
O 240 prim 240 sec
0 24 V
o------xxxxxxxxx------o------xxxxxx------o
o-------xxxxxxxxx----------o
810 spires 110 spires
87 spires
Ø 0.50 Ø 0.50
Ø 1.50
6. Conclusion
Voici donc quelques explications concernant la réversibilité compensée. Ce
calcul demeure simpliste, car il est fait abstraction de beaucoup de
paramètres (rendement optimal, coût de construction, nature des charges
résistive-capacitive-inductive ou avec redressement, voire filtrage, pertes
fer, inductance de fuite et donc couplage des enroulements, isolations,
calculs thermiques etc ...). Et encore ne s'agit-il que d'un transformateur
de faible puissance de type "secteur 50Hz". Lorsque l'on aborde les
transformateurs d'alimentation à découpage, ou à l'opposé les
transformateurs moyenne ou haute tension et de forte puissance, c'est une
autre affaire. Le calcul d'éléments bobinés est passionnant, j'en ai fait
mon métier depuis plus de 20 ans.
olivier
Super la démo :) , génial !
Et ça peut relancer un vieux débat non terminé sur les sections de fer /
puissances et les fréquences différentes d'alimentation ;) de vieux
posts me semble t-il :-)
Olivier
"pierre.loux" wrote:
>
> Plutôt que de partir dans de grandes théories, voici l'exemple d'un calcul
> de transformateur ...
>
--
Daniel
Daniel
olivier a écrit :
> Super la démo :) , génial !
> Et ça peut relancer un vieux débat non terminé sur les sections de fer /
> puissances et les fréquences différentes d'alimentation ;) de vieux
> posts me semble t-il :-)
>
> Olivier
>
> "pierre.loux" wrote:
> >
> > Plutôt que de partir dans de grandes théories, voici l'exemple d'un calcul
> > de transformateur ...
> >
>