Transformateur triphasé "m" rapport de transformation

Dernière mise à jour le 02/03/2014

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Présentation

Le principe est de comprendre comment modifier un couplage sur un transformateur triphasé et de voir par la suite que nous pouvons modifier la tension au  secondaire le faite de changer le couplage du transformateur.

Passer un réseau 230V/400V en 230V entre phase et 127V entre phase et neutre au secondaire du transformateur, ou bien alors avec un réseau 400V/690V en 690V entre phase et 400V entre phase et neutre. Voila une bonne idée, avec un transformateur nous pouvons s’isolé du réseau mais en plus de modifier la tension entre phase  entre phase et neutre à vous de choisir…

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Modélisation du transformateur triphasé

Transformateur 

Un transformateur triphasé est modélisé par 3 transformateurs monophasé qui sont déphasé l’un de l’autre de 120°. Chaque transformateur à donc une colonne ou est bobiné un certain nombres de spires. 

Rapport de transformation noté « m »

Le rapport de transformation c’est le rapport entre la tension secondaire et la tension du primaire par colonne. Si par exemple nous avons le réseau EDF avec 400V entre phase (230V ente phase et neutre), et que nous intercalons entre le réseau et ce que nous voulons alimenter, il faudra choisir un transformateur qui puissent accepter une tension entre phase de 400V 

Plaque  

Comment détermine-t-on le rapport de transformation d’un transformateur triphasé ? 

Il faut distinguer :  

Le rapport de transformation par noyau m (équivalent du monophasé) : 

m=(valeur efficace aux bornes d’une bobine au secondaire à vide)/( valeur efficace aux bornes d’une bobine au primaire) 

Le rapport de transformation du transformateur triphasé m’ (celui qui sera utilisé pour les calculs) : 

m’=(V2v/V1)=(U2v/U1) 

Si on prend l’exemple du transformateur il est stipulé que nous avons 20KV au primaire et 410V au secondaire, après tous dépend comment le transformateur est couplé

Comment indiqué sur la plaque signalétique  triangle au primaire (D)(20KV) et couplons le secondaire en  étoile au secondaire (y) (230V) (400V entre phases donne 230V entre phases et neutre) 

m’=(U2v)/(U1)=(1,732)*(V2v(couplage étoile)/U1(couplage triangle))=1,732*m  

(V2v(couplage étoile)/U1(couplage triangle))=> correspond à m 

m’=1,732*(230/20000)=0,020 

m’=(U2V/U1) => U2V=U1*m’=20000*0,020=400V.

(on retrouve bien 400V aux bornes de U2 (entre phases) soit 410V à vide (entre phases)

Changement de couplage Etoile - Etoile  

Admettons que nous changeons le couplage au niveau du primaire avec un couplage au primaire (y)(20KV) et couplé en étoile au secondaire (y) (400V entre phases donne 230V entre phases et neutre) 

m’=(V2v)/(V1)=(V2v(couplage étoile)/V1(couplage triangle))=m  

(V2v(couplage étoile)/C1(couplage étoile))=> correspond à m 

m’=(230/20000)=0,0115

m’=(U2V/U1) => U2V=U1*m’=20000*0,0115=230V. 

(on retrouve 230V aux bornes de U2 (entre phases) et qui n’est plus de 400V dis précédemment, on se retrouve donc avec 132V entre phases et neutre)  

Remarque : 

La tension indiqué par le constructeur c’est la tension admissible aux bornes d’un seule enroulement le primaire peut donc accepter aux bornes d’un seul enroulement 20KV, si on couple en étoile le primaire la tension ce situe sur deux enroulements.

Transformateurs d’isolements 

Il existe sur le marché des transformateur dis transformateurs d’isolements, ils sont destinés à alimenter des ensembles électriques d’usage général en assurant une isolation fonctionnelle du réseau d’alimentation (modification du régime de neutre). 

Raccordement de l’appareil

Primaire 400 V, couplage triangle

Secondaire 230 V, couplage étoile neutre sorti

Secondaire 400 V, couplage étoile neutre sorti 

Il est donc possible de changer la tension entre phase ou entre phase et neutre au niveau du secondaire. 

Ce transformateur couplé en triangle admet une tension de 400V entre phase c’est-à-dire 230V entre phase et neutre. Si nous décidons de branché ce transformateur entre phase et neutre, il suffit d’inverser le couplage et de faire un couplage étoile, mais que ce passe t’il coté secondaire ?  

Un peu de calcul….  

m=U2/U1=N2/N1 =I1/I2 (formule générale)  

1er exemple : 

Tension de 400V entre phase au primaire avec un couplage triangle (D) 

Tension de 230V entre phase et neutre au secondaire avec un coulage étoile (y) 

m=V2/U1=>m=(V2/1,732)/U1=1/1,732   => m=(1,732*N2)/N1 

2ème exemple : 

Tension de 230V entre phase et neutre  au primaire avec un couplage étoile (y) 

Tension de 400V entre phase au secondaire avec un coulage étoile (y) 

m=V2/V1=>m=1   => m=N2/N1  

3ème exemple : 

Tension de 230V entre phase et neutre  au primaire avec un couplage étoile (y) 

Tension de 400V entre phase au secondaire avec un coulage triangle (D) 

m=U2/V1=>m=(V2*1,732)/V1=1,732   => m=N2/(1,732*N1)  

4ème exemple : 

Tension de 400V entre phase et neutre  au primaire avec un couplage étoile (D) 

Tension de 400V entre phase au secondaire avec un coulage étoile (D) 

m=U2/U1=>m=1   => m=N2/N1 

Transformation des tensions au secondaire du transformateur

Schéma 001a 

Couplage

 je vous laise un documents interessant Trasnformateur cours Transformateut I  / Transformateur II Transformateur II

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