En tant que fournisseur de transformateurs d'alimentation EI, on me pose souvent des questions sur divers tests et leur signification pour assurer la qualité et les performances de ces composants électriques essentiels. L'un de ces tests cruciaux est le test de circuit ouvert d'un transformateur de puissance EI. Dans ce blog, je vais me plonger dans le test de circuit ouvert, pourquoi il est important et comment il est effectué.
Quel est le test de circuit ouvert?
Le test de circuit ouvert, également connu sous le nom de test de charge NO, est un test électrique fondamental effectué sur un transformateur. Pour un transformateur d'alimentation EI, ce test est effectué en appliquant une tension nominale à l'enroulement primaire tout en gardant l'enroulement secondaire ouvert - circuit. En d'autres termes, il n'y a pas de charge connectée au côté secondaire du transformateur.
Lorsque l'enroulement primaire est sous tension avec la tension nominale, un petit courant le traverse. Ce courant s'appelle le courant de chargement ($ i_0 $). Le courant de chargement NO a deux composants principaux: le courant de magnétisation ($ i_m $) et le courant de perte de base ($ i_c $).
Le courant de magnétisation est responsable de la création du flux magnétique dans le noyau du transformateur. Il est à la traîne de la tension appliquée d'environ 90 degrés. D'un autre côté, le courant de perte de noyau est en phase avec la tension appliquée et est associé aux pertes dans le noyau du transformateur, principalement l'hystérésis et les pertes de courant de Foucault.
Pourquoi le test de circuit ouvert est-il important?
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Détermination des pertes de base
Le test de circuit ouvert nous permet de mesurer les pertes de base du transformateur de puissance EI. Ces pertes se produisent en raison de la magnétisation continue et de la démagnétisation du noyau du transformateur lorsque le courant alternatif traverse l'enroulement primaire. En mesurant la puissance d'entrée ($ p_0 $) pendant le test de circuit ouvert, nous pouvons obtenir directement les pertes de base du transformateur. Les pertes de base sont importantes car elles contribuent à l'inefficacité globale du transformateur et peuvent entraîner une surchauffe si elles sont trop élevées. -
Calcul de la réactance magnétisante et de la résistance au cœur
À partir des données ouvertes de test de circuit, nous pouvons calculer la réactance de magnétisation ($ x_m $) et la résistance de base ($ r_c $) du transformateur. La réactance magnétisante représente l'opposition à l'écoulement du courant de magnétisation, tandis que la résistance au noyau explique la puissance dissipée dans le noyau en raison des pertes de noyau. Ces paramètres sont essentiels pour modéliser le comportement du transformateur et pour analyser ses performances dans différentes conditions de fonctionnement. -
Vérification de la conception du transformateur
Les résultats du test de circuit ouvert peuvent être utilisés pour vérifier la conception du transformateur de puissance EI. Si les pertes de noyau mesurées ou non de courant de charge sont significativement différentes des valeurs de conception, elle peut indiquer un problème avec le matériau central, la conception de l'enroulement ou le processus de fabrication. Cela nous permet d'identifier et de corriger les problèmes avant que le transformateur ne soit mis en service.
Comment le test de circuit ouvert est-il effectué?
Le test de circuit ouvert d'un transformateur de puissance EI est généralement effectué dans un laboratoire ou une installation de test. Voici les étapes impliquées:
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Préparez le transformateur
Assurez-vous que le transformateur est propre et en bon état. Connectez l'enroulement primaire à une source de tension variable, comme un autotransformateur variable. Laissez l'enroulement secondaire ouvert - circuit. -
Mesurer la tension et le courant appliqués
Augmentez progressivement la tension appliquée à l'enroulement primaire jusqu'à ce qu'elle atteigne la tension nominale du transformateur. Utilisez un voltmètre pour mesurer la tension appliquée ($ v_1 $) et un ampèreter pour mesurer le courant de charge ($ i_0 $). -
Mesurer la puissance d'entrée
Utilisez un wattmètre pour mesurer la puissance d'entrée ($ p_0 $) consommée par le transformateur pendant le test de circuit ouvert. La puissance d'entrée est égale aux pertes de base du transformateur car il n'y a pas de charge du côté secondaire. -
Enregistrer les données
Enregistrez les valeurs de la tension appliquée, du courant de charge et de la puissance d'entrée. Ces valeurs peuvent être utilisées pour calculer les pertes de base, la réactance magnétisante et la résistance au noyau du transformateur.
Calcul des paramètres à partir des données de test de circuit ouvert
Une fois les données de test de circuit ouvert, nous pouvons calculer les paramètres suivants:
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Pertes de base ($ p_c $)
Les pertes de base sont égales à la puissance d'entrée mesurée pendant le test de circuit ouvert, c'est-à-dire $ p_c = p_0 $. -
Résistance de base ($ r_c $)
La résistance de base peut être calculée à l'aide de la formule $ r_c = \ frac {v_1 ^ 2} {p_0} $, où $ v_1 $ est la tension appliquée et $ p_0 $ est la puissance d'entrée. -
Réactance de magnétisation ($ x_m $)
La réactance de magnétisation peut être calculée à l'aide de la formule $ x_m = \ frac {v_1} {i_m} $, où $ v_1 $ est la tension appliquée et $ i_m $ est le composant de magnétisation du courant non de charge. Le composant de magnétisation peut être calculé comme $ i_m = \ sqrt {i_0 ^ 2 - i_c ^ 2} $, où $ i_c = \ frac {p_0} {v_1} $ est le courant de perte de base.
Comparaison avec d'autres types de transformateurs
Il est intéressant de comparer les résultats des tests de circuit ouvert des transformateurs de puissance EI avec d'autres types de transformateurs, tels que les transformateurs toroïdaux.Transformateur toroïdal pour UPSetTransformateur toroïdal pour le contrôle de l'industrieont souvent des pertes de noyau inférieures et des courants de charge non par rapport aux transformateurs de puissance EI. En effet, les transformateurs toroïdaux ont un chemin magnétique plus uniforme, ce qui réduit l'hystérésis et les pertes de courant de Foucault dans le noyau.
D'autre part,El Transformer pour UPSest connu pour sa simplicité et son coût - l'efficacité. Les résultats ouverts des tests de circuit peuvent aider les clients à choisir le bon type de transformateur pour leurs applications spécifiques en fonction de facteurs tels que l'efficacité, le coût et la taille.
Conclusion
Le test de circuit ouvert est un outil essentiel pour évaluer les performances et la qualité des transformateurs de puissance EI. En mesurant les pertes de base, la réactance magnétisante et la résistance au cœur, nous pouvons nous assurer que le transformateur répond aux spécifications de conception et fonctionne efficacement. En tant que fournisseur de transformateurs d'alimentation EI, nous effectuons des tests de circuit ouverts rigoureux sur tous nos produits pour garantir leur fiabilité et leurs performances.
Si vous êtes sur le marché des transformateurs de puissance EI de haute qualité ou si vous avez des questions sur le test de circuit ouvert ou d'autres tests de transformateur, nous vous encourageons à nous contacter pour une discussion détaillée. Notre équipe d'experts est prête à vous aider à sélectionner le bon transformateur pour votre demande et peut vous fournir toutes les informations techniques nécessaires.
Références
- Fondamentaux des machines électriques, Stephen J. Chapman
- Analyse du système de puissance, John J. Grainger et William D. Stevenson Jr.