Study functionality of electrical machines, Thesis of Electrical Engineering

It studies the design, operation, and analysis of electrical machines.

Typology: Thesis

2022/2023

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Le Principe de fonctionnement:
Le transformateur est un dispositif électrique statique constitué de 2 circuits indépendants
couplés par champ magnétique, grâce à l’induction électromagnétique. Le circuit primaire est
constitué de N1 spires enroulées autour d'un noyau métallique qui sert d'une part à amplifier
le champ magnétique créé par l'enroulement primaire, et d'autre part à canaliser les lignes
de champ vers l'enroulement secondaire . Ce dernier est constitué de spires.
Le transformateur permet de transformer une tension ou un courant d’une certaine
fréquence en une autre tension ou courant de même fréquence. Le transformateur comporte
deux enroulements, l’un dit primaire qui reçoit la puissance active de la source, l’autre dit
secondaire qui restitueà son tour cette même puissance à une charge.
On applique une tension U1 avec un courant alternatif sur les enroulements primaires du
transformateur. Les enroulements primaires créent des champs magnétiques variables de flux
φ
.
Ces champs magnétiques créent à leur tour des force electromotrice(fem) aux bornes des
enroulements secondaires. Sur les enroulements secondaires, et on obtient une tension U2.
U1=R1i1+1
dt
( 1.1)
U2=R2i2+2
dt
( 1.2)
m=U2
U1
=N2
N1
(1.3)
m(rapport de transformateur) c’est le rapport entre les tensions primaire et secondaire, ou
nombre de spires entre les enroulements primaire et secondaire.
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Le Principe de fonctionnement :

Le transformateur est un dispositif électrique statique constitué de 2 circuits indépendants couplés par champ magnétique, grâce à l’induction électromagnétique. Le circuit primaire est constitué de N1 spires enroulées autour d'un noyau métallique qui sert d'une part à amplifier le champ magnétique créé par l'enroulement primaire, et d'autre part à canaliser les lignes de champ vers l'enroulement secondaire. Ce dernier est constitué de spires. Le transformateur permet de transformer une tension ou un courant d’une certaine fréquence en une autre tension ou courant de même fréquence. Le transformateur comporte deux enroulements, l’un dit primaire qui reçoit la puissance active de la source, l’autre dit secondaire qui restitueà son tour cette même puissance à une charge. On applique une tension U 1 avec un courant alternatif sur les enroulements primaires du transformateur. Les enroulements primaires créent des champs magnétiques variables de flux φ. Ces champs magnétiques créent à leur tour des force electromotrice(fem) aux bornes des enroulements secondaires. Sur les enroulements secondaires, et on obtient une tension U2. U 1 = R 1 i 1 + 1 dt ( 1.1) U 2 = R 2 i 2 + 2 dt

m =

U 2

U 1

N 2

N 1

m(rapport de transformateur) c’est le rapport entre les tensions primaire et secondaire, ou

nombre de spires entre les enroulements primaire et secondaire.

R 1 et R 2 sont les resistances des enroulement pimaire et secondaire Si la tension d’alimentation appliquée au primaire est plus basse que celle délivrée par le secondaire, le transformateur fonctionnera en élévateur, dans le cas contraire il fonctionnera en abaisseur. Usage

Constitution

Le transformateur de puissance comporte deux parties essentielles; La partie active et la partie constructive.

Partie active : Elle est constituée d’un circuit magnétique (noyau) et les deux

enroulements (primaire et secondaire). Circuit magnétique: Le circuit magnétique est constitué par empilage de tôles d’acier, isolées entre elles par une mince couche de matériel isolant. La section transversale du noyau peut être en forme circulaire or triangulaire d’épaisseur qui varie entre 0.23mm à 0.36mm.

On distingue alors plusieurs types de cuves : a) Les transformateurs de très faibles puissances (environ jusqu’a 30 kVa) ont des cuves lisses (simples) b) Pour les transformateurs de puissance plus élevée (jusqu’à 3000 kVa), on utilise des cuves à ondulation c) Les transformateurs jusqu’a 10000 kVa ont des réfrigérants radiateurs a refroidissement naturel adaptés aux parois de la cuve d) Dans les transformateurs de plus de 10000 kVa, les radiateurs sont soufflés aux moyens de ventilateurs. Etant donné que le plus des transformateurs utilise l’huile comme liquide de refroidissement, le noyau avec les enroulements est placé dans une cuve remplie d’huile. En s’échauffant, l’huile commence à circuler à l’intérieur de la cuve et assure ainsi le refroidissement naturel du transformateur.