Mesures et identification des paramètres de diverses configurations de transformateurs triphasés et étude des courants magnétisants

Les transformateurs sont des composants indispensables des réseaux et des circuits électriques, et doivent donc être bien étudiés et bien compris. Ils sont fabriqués et employés depuis longtemps, pourtant il existe peu de références écrites sur les détails physiques de leur fonctionnement, et peu de documentation sur leur caractérisation. Ce document tente de pallier en partie à cette lacune, en présentant notamment les méthodes de caractérisation des transformateurs Dy, T et Scott, ainsi que des explications détaillées sur leur fonctionnement à vide. Plus particulièrement, après une brève introduction des transformateurs, leurs variantes et caractéristiques générales, tout au long des deux parties de ce mémoire nous cherchons à reconstruire les courants magnétisants triphasés à partir des courants magnétisants obtenus par des essais à vide monophasés. Dans la deuxième partie, nous essayons en plus de modéliser le comportement des transformateurs en T soumises aux conditions de travail nominales. Dans le cas des transformateurs Dy, chapitre 1), la courbe d'aimantation du noyau, c'est-à-dire B vs H, est obtenue expérimentalement (B et H sont respectivement la densité de flux et l'intensité du champ magnétique). Ceci nécessite généralement d'utiliser une approximation des sections et de la longueur moyenne des jambes du noyau. Cette approximation, de fait, introduit une certaine erreur dans le modèle. Étant donné le type de noyau, deux courbes d'aimantation sont obtenues, représentant respectivement les branches externes et centrales du noyau. Afin de faciliter l'étude analytique des courbes d'aimantation, certaines autres approximations sont appliquées, lesquelles contribuent aussi à l'erreur de modélisation. Les courbes d'aimantation sont déterminées d'abord en calculant la densité du flux magnétique B (qui est d'ailleurs une fonction de la tension appliquée aux enroulements et de la section du noyau dans laquelle le flux circule), puis en déduisant l'intensité du champ magnétique H. L'intensité du champ magnétique se calcule à partir du courant mesuré lors des essais à vide, ainsi qu'à partir de la longueur effective du parcours du flux et du nombre de tours effectifs des enroulements. Les flux de fuite sont négligés. Les dimensions du noyau sont directement mesurables, mais le calcul du nombre de tours effectifs se fait à partir d'une analyse des prises du transformateur, décrite dans la sous-section 1.2.1.