Test de court-circuit et test de circuit ouvert du transformateur

Test de circuit ouvert (sans charge) et de court-circuit (en charge) d'un transformateur

Comme nous l'avons vu dans le circuit équivalent du transformateur, il existe quatre paramètres principaux ;

Résistance équivalente (R₀₁ )
Réactance équivalente (X₀₁ )
Résistance à la perte de cœur (R₀ )
Réactance magnétisante (X₀ )

Les tests de circuit ouvert et de court-circuit sont effectués pour trouver les paramètres du circuit, la régulation et l'efficacité d'un transformateur. Ces tests sont effectués sans le chargement réel d'un transformateur. Par conséquent, ces tests sont considérés comme une méthode de test indirecte.

Ces tests donnent des résultats plus précis par rapport au test effectué sur un transformateur à pleine charge (méthode directe). De plus, ces tests sont plus économiques car la consommation d'énergie est très inférieure. Deux tests considérés comme une méthode indirecte de test ;

Test en circuit ouvert
Test de court-circuit

Test en circuit ouvert (test à vide)

Le test en circuit ouvert (alias test à vide ) est effectuée pour déterminer les pertes dans un transformateur telles que la perte de noyau (perte de fer), le courant à vide (I₀ ) et les paramètres du circuit équivalent à vide (R₀ et X₀ ). Ce test est effectué soit sur l'enroulement primaire, soit sur l'enroulement secondaire. Mais dans la plupart des cas, ce test est effectué sur un enroulement basse tension. Parce qu'il est difficile d'obtenir de la haute tension dans les laboratoires et que le courant qui traverse l'enroulement haute tension est très faible. Il peut donc être difficile de mesurer les lectures précises.

Par conséquent, le test de circuit ouvert est effectué sur un enroulement basse tension. Le schéma de connexion expérimental du test de circuit ouvert sur un transformateur monophasé est présenté dans la figure ci-dessous.

Comme indiqué dans la figure ci-dessus, l'enroulement primaire (enroulement basse tension) est alimenté par la tension et la fréquence nominales (généralement, une alimentation monophasée à partir d'un autotransformateur). Et l'enroulement secondaire est maintenu ouvert. Maintenant, un voltmètre V₀ , un ampèremètre I₀ , et un wattmètre W₀ sont connectés dans l'enroulement primaire.

L'enroulement secondaire est maintenu en circuit ouvert. Par conséquent, le courant qui traverse l'enroulement secondaire est nul. Et la charge n'est pas connectée. Par conséquent, le courant qui traverse l'enroulement primaire est le courant à vide I0. Le courant qui traverse l'enroulement primaire est mesuré par un ampèremètre qui donne la valeur du courant à vide.

La tension d'alimentation donnée à l'enroulement primaire est la tension nominale. Ainsi, le flux produit dans le noyau d'un transformateur est normal. Et ce flux est le même pour toutes les conditions de chargement. La perte de fer produite dans le transformateur dépend de la tension et de la fréquence d'alimentation. Dans ce test, nous avons donné la tension et la fréquence d'alimentation nominales. Par conséquent, la perte de fer ou la perte de noyau produite dans ce test est la même pour toutes les charges.

Le courant qui traverse l'enroulement secondaire est fourni à la perte de fer et à la perte de cuivre dans l'enroulement primaire. Le courant à vide traverse l'enroulement primaire qui est très petit (2 à 5 % du courant à pleine charge). Par conséquent, nous pouvons négliger la perte de cuivre. Et le courant primaire est fourni pour la perte de noyau.

Un wattmètre est connecté à l'enroulement primaire qui mesure la puissance fournie. Ainsi, le wattmètre indique la perte de puissance survenue dans le noyau du transformateur. Dans un test en circuit ouvert, la lecture des instruments est comme ci-dessous ;

Ampèremètre :Courant à vide I₀

Voltmètre :tension d'alimentation nominale V₁

Wattmètre :perte de fer ou de noyau P_i

Tableau d'observation

Le tableau d'observation d'un test en circuit ouvert est présenté ci-dessous.

Tension d'alimentation nominale V₁	Courant à vide I₀	Perte de fer ou de noyau P_i
…..	…..	…..

Maintenant, nous pouvons trouver le paramètre du circuit (R0 et X0) en utilisant le courant à vide.

Puissance à vide W ₀ =V ₁ je ₀ Cosϕ ₀ =Perte de fer

Composant de travail du courant à vide ;

Je _W = Je ₀ Cosϕ ₀

Composant magnétisant du courant à vide ;

Je _M = Je ₀ Sin ϕ ₀

Maintenant, à partir du composant de travail et du composant magnétisant, nous pouvons trouver la résistance et la réactance à vide comme suit ;

Résistance à vide ;

Réactance à vide ;

Test de court-circuit (test en charge)

Le test de court-circuit (alias Test en charge ) est effectuée du côté haute tension et le côté basse tension est court-circuité. Ce test pouvait être effectué du côté basse tension, mais ce test nécessitait à peine 5 à 7 % de la tension nominale. Du côté basse tension, cette tension est assez faible et présente des risques d'erreur de mesure. De plus, une tension réduite (5 à 7 %) du côté haute tension est facilement disponible en laboratoire. Par conséquent, il est pratique d'effectuer des tests de court-circuit du côté haute tension.

Le schéma de principe du test de court-circuit est illustré dans la figure ci-dessous.

Habituellement, un enroulement basse tension est court-circuité à l'aide d'un fil épais. Mais dans certains cas, un ampèremètre est connecté pour mesurer le courant de charge nominal. Un ampèremètre, un voltmètre et un wattmètre sont connectés du côté haute tension, comme indiqué dans la figure ci-dessus. Ici, nous avons considéré l'enroulement primaire comme un enroulement haute tension et l'enroulement secondaire comme un enroulement basse tension.

L'enroulement haute tension est alimenté par la tension d'entrée réduite à partir d'une source d'alimentation variable. La tension d'alimentation augmente progressivement jusqu'à ce que le courant primaire à pleine charge traverse l'enroulement primaire. Lorsque le courant à pleine charge traverse l'enroulement primaire, sous l'action du transformateur, le courant qui traverse l'enroulement secondaire est un courant secondaire à pleine charge.

Ainsi, l'ampèremètre connecté du côté haute tension mesure le courant primaire à pleine charge. Le voltmètre mesure la tension fournie lorsque le courant à pleine charge traverse l'enroulement primaire. Dans cette condition, la tension fournie est à peine de 5 à 10 % de la tension à pleine charge. En raison de la faible tension d'entrée, le flux produit dans le noyau est très faible. Et la perte de noyau est proportionnelle au carré du flux. Par conséquent, la perte de noyau est très faible et peut être négligée.

En outre, le courant qui traverse les enroulements est un courant à pleine charge. Ainsi, une perte de cuivre qui se produit pendant un test est une perte de cuivre normale à pleine charge. Et le wattmètre indique la perte de cuivre à pleine charge. L'enroulement secondaire est en court-circuit. Ainsi, la tension secondaire (tension de sortie) est nulle. Par conséquent, toute la tension primaire est utilisée pour fournir la chute de tension en impédance totale appelée côté primaire.

Le circuit équivalent approximatif du transformateur sous le test de court-circuit est illustré dans la figure ci-dessous.