Les transformateurs sont des composants essentiels des systèmes électriques, utilisés pour transférer l'énergie électrique entre les circuits. Ils fonctionnent efficacement mais subissent des pertes d'énergie pendant le fonctionnement.Les deux principaux types de pertes sont les pertes de fer (core) et de cuivre (winding).

Pertes de fer dans les transformateurs

Les pertes de fer, aussi appelées pertes de cœur, sont dues au champ magnétique alternatif du cœur du transformateur, qui est principalement causé par l'hystérie et les courants de Foucault.

La perte d'hystérie résulte de l'aimantation continue et de la démagnétisation du matériau du noyau. La perte de courant de l'Eddy est causée par les courants circulants induits dans le noyau en raison de la variation du flux magnétique.

Calcul des pertes en fer

Les pertes de fer sont généralement considérées comme constantes pour un transformateur donné à une tension et une fréquence spécifiques. Elles peuvent être mesurées directement ou estimées en fonction des propriétés du matériau de base.

La formule typique pour la perte d'hystérie est:

Ph = η × B1,6 × f × V

où η est une constante, B est la densité maximale du flux, f est la fréquence et V est le volume du noyau.

Pertes de cuivre dans les transformateurs

Les pertes de cuivre sont dues à la résistance des enroulements du transformateur. Lorsque le courant circule dans les bobines, une certaine énergie est dissipée sous forme de chaleur.

La perte de cuivre peut être calculée à l'aide de la formule suivante:

Pcu = I2 × R

où je suis le courant qui traverse l'enroulement, et R est la résistance du fil d'enroulement.

Résumé

La réduction des pertes en fer et en cuivre est essentielle pour améliorer l'efficacité des transformateurs. La sélection adéquate des matériaux, l'optimisation de la conception et les conditions d'exploitation contribuent à réduire ces pertes et à améliorer les performances.