Branchement d'un transformateur au secteur

[Yvan_Delaserge]

Quel est le meilleur moment pour brancher un transfo au secteur sans provoquer de pic d'intensité? Lorsque la tension du réseau est à 0 ou bien lorsqu'elle est au pic?

Je croyais savoir que c'est lors de la tension de pic, parce que à ce moment l'intensité est à 0, donc tension et intensité sont d'emblée en quadrature. Si on branche lorsque la tension est à zéro, on provoque un pic d'intensité.

Seulement voilà, j'ai essayé de simuler cette situation sur LTspice IV, et le simulateur arrive à la conclusion inverse.

Le fichier asc est ici: http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330347

Si on démarre avec la tension au pic, on a un pic de 160 A. Voici le graphique:
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330525

Et si on démarre avec la tension à zéro:
http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

Dans ce dernier cas, si on regarde en gros plan ce qui se passe au départ, on voit que tension et courant sont d'emblée en quadrature:
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330954

qui a raison?

Faut-il brancher lorsque la tension est à zéro, ou bien au maximum?


Amicalement,

Yvan
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[arsene de gallium]

Bah si la tension est à 0, quelque soit la charge, I sera à 0.

[fabang]

Quand tu connectes un condensateur sur le réseau, le cas le pire c'est quand la tension est à la valeur crête.
Pour une inductance ou un transformateur, c'est l'inverse, le pire cas est de connecter le transformateur au réseau quand la tension est à zéro.

[f6bes]

Quand tu connectes un condensateur sur le réseau, le cas le pire c'est quand la tension est à la valeur crête.
Pour une inductance ou un transformateur, c'est l'inverse, le pire cas est de connecter le transformateur au réseau quand la tension est à zéro.

Bjr à toi,
Heu si tension égale 0 alors I = AUSSI 0 !!
C'est kif kif que NON raccordé au réseau ( ciruit ouvert).
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

Quel est le meilleur moment pour brancher un transfo au secteur sans provoquer de pic d'intensité? Lorsque la tension du réseau est à 0 ou bien lorsqu'elle est au pic?

Comme l'ont dit les autres, c'est bien au pic: le noyau n'aura qu'à intégrer une demi-alternance avant de pouvoir "respirer", contre une entière au passage à zéro.

Seulement voilà, j'ai essayé de simuler cette situation sur LTspice IV, et le simulateur arrive à la conclusion inverse.

Le fichier asc est ici: http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330347

Si on démarre avec la tension au pic, on a un pic de 160 A. Voici le graphique:
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330525

Et si on démarre avec la tension à zéro:
http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

Dans ce dernier cas, si on regarde en gros plan ce qui se passe au départ, on voit que tension et courant sont d'emblée en quadrature:
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1365330954

qui a raison?

Les deux sont corrects: avec les hypothèses que tu donnes à LTspice (peut-être à l'insu de ton plein gré), c'est logique.
Il y a deux éléments qui interviennent: avant la simu proprement dite, LTspice calcule l'état du circuit pour une durée infinie de manière à démarrer sur des conditions stables et définies, et ne pas avoir à attendre par exemple que des condensateurs de liaison se chargent, etc.

Quand tu appliques ça à une self, la tension initiale appliquée va être de V^*sin(phase de départ). Autrement dit, pour 90°, tu appliques 325V à ta self pour un temps infini, et puis tu démarres la simulation.
Il est parfaitement possible de bypasser ce précalcul: il suffit de cocher la case "skip initial operating point solution", ce qui ajoute uic à la directive de simulation.

L'autre chose, c'est que si tu ne spécifies rien de spécial, ta self va être "normale", en particulier linéaire: LTspice n'a aucun moyen de savoir qu'elle a un noyau saturable si tu ne lui donnes pas les infos.
Ce problème est un peu plus compliqué, comme tout ce qui touche aux matériaux ferro-magnétiques. Il faut d'abord modéliser le comportement du noyau, ce qui implique des approximations mathématiques, incorporant la valeur de flux, puisque c'est de cela que la perméabilité va dépendre.
Le flux va non seulement dépendre des conditions courantes, mais également de toute l'histoire qui a précédé, qu'il va falloir intégrer. Il y a plusieurs possibilités de modélisation, par exemple avec les fonctions hyperboliques.
D'autre part, on ne peut pas simplement modifier comme ça la valeur d'un composant réactif au cours du temps: la simulation, une fois qu'elle a démarré, se comporte comme un mini-univers fermé et cohérent sur le plan des lois physiques: il respecte Maxwell, Kirchoff, Poynting et la conservation de l'énergie entre autres.
Toute l'énergie qui est présente au départ, plus celle fournie ou soustraite par des voies légitimes doit se retrouver à la fin.
Si on faisait varier de manière arbitraire la valeur d'un composant réactif, on modifierait de manière "surnaturelle" l'énergie qu'il stocke, le bilan d'énergie ne serait plus correct, la simulation divergerait et se crasherait.
Il faut donc introduire cette variation autrement que "par la main de Dieu", d'une manière cohérente et légitime, ce qui ne simplifie pas les choses.

Voici par exemple un primaire de transfo torique de 100VA simulé en tenant compte de tout ce qui précède: on voit que pour une phase de départ de 90° (vert), il n'y a pas d'appel de courant visible, mais que pour 60, 30 et 0° la pointe est bien présente.

TRSFinrush.png

XfoInrush.asc.txt

[mgduc]

Mais ça na pas d'importance, comment faire pour détecter l'alternance et être assé rapide pour le brancher au bon moment? c'est superflu comme question car l'alternance est asser rapide pour ne causer aucune conséquence peux importe le moment de le brancher. Sinon il y aurais beaucoup plus d'électronique dans nos alimentation. tout les alimentation que j'ai démonter ne comportais qu'un pont diode et un condensateur brancher sur un transformateur alors si il y aurais eu un problème avec cela il aurais eu plus d'électronique pour comblé ce problème...

[f6bes]

Mais ça na pas d'importance, comment faire pour détecter l'alternance et être assé rapide pour le brancher au bon moment? c'est superflu comme question car l'alternance est asser rapide pour ne causer aucune conséquence peux importe le moment de le brancher. Sinon il y aurais beaucoup plus d'électronique dans nos alimentation. tout les alimentation que j'ai démonter ne comportais qu'un pont diode et un condensateur brancher sur un transformateur alors si il y aurais eu un problème avec cela il aurais eu plus d'électronique pour comblé ce problème...

Bjr à toi,
Il y a des cicuits spécialisés CAPABLES de " couper" ( c'est l'inverse) au MOMENT du passage à zéro. L'inverse est certainement aussi réalisable.
Bien sur on n'utilise de tels circuits QUE si cela le nécessite. Pas la peine de s'em...(béter) si cela n'a pas d'influence ou n'apporte RIEN de plus.
Dans la question posée reste à savoir si on ne considére QUE l'instant "initial"...ou ce qui va se passer....ensuite.

Bonne journée

[Tropique]

Mais ça na pas d'importance, comment faire pour détecter l'alternance et être assé rapide pour le brancher au bon moment? c'est superflu comme question car l'alternance est asser rapide pour ne causer aucune conséquence peux importe le moment de le brancher. Sinon il y aurais beaucoup plus d'électronique dans nos alimentation. tout les alimentation que j'ai démonter ne comportais qu'un pont diode et un condensateur brancher sur un transformateur alors si il y aurais eu un problème avec cela il aurais eu plus d'électronique pour comblé ce problème...

Ça existe en standard: il y a deux catégories de relais statiques : ceux pour charge résistive et ceux pour charge inductive. Ces derniers font la commutation à 90°. En général, c'est un suffixe sur le N° de type, -R ou-L

[Yvan_Delaserge]

Comme l'ont dit les autres, c'est bien au pic: le noyau n'aura qu'à intégrer une demi-alternance avant de pouvoir "respirer", contre une entière au passage à zéro.



Les deux sont corrects: avec les hypothèses que tu donnes à LTspice (peut-être à l'insu de ton plein gré), c'est logique.
Il y a deux éléments qui interviennent: avant la simu proprement dite, LTspice calcule l'état du circuit pour une durée infinie de manière à démarrer sur des conditions stables et définies, et ne pas avoir à attendre par exemple que des condensateurs de liaison se chargent, etc.

Quand tu appliques ça à une self, la tension initiale appliquée va être de V^*sin(phase de départ). Autrement dit, pour 90°, tu appliques 325V à ta self pour un temps infini, et puis tu démarres la simulation.
Il est parfaitement possible de bypasser ce précalcul: il suffit de cocher la case "skip initial operating point solution", ce qui ajoute uic à la directive de simulation.

L'autre chose, c'est que si tu ne spécifies rien de spécial, ta self va être "normale", en particulier linéaire: LTspice n'a aucun moyen de savoir qu'elle a un noyau saturable si tu ne lui donnes pas les infos.
Ce problème est un peu plus compliqué, comme tout ce qui touche aux matériaux ferro-magnétiques. Il faut d'abord modéliser le comportement du noyau, ce qui implique des approximations mathématiques, incorporant la valeur de flux, puisque c'est de cela que la perméabilité va dépendre.
Le flux va non seulement dépendre des conditions courantes, mais également de toute l'histoire qui a précédé, qu'il va falloir intégrer. Il y a plusieurs possibilités de modélisation, par exemple avec les fonctions hyperboliques.
D'autre part, on ne peut pas simplement modifier comme ça la valeur d'un composant réactif au cours du temps: la simulation, une fois qu'elle a démarré, se comporte comme un mini-univers fermé et cohérent sur le plan des lois physiques: il respecte Maxwell, Kirchoff, Poynting et la conservation de l'énergie entre autres.
Toute l'énergie qui est présente au départ, plus celle fournie ou soustraite par des voies légitimes doit se retrouver à la fin.
Si on faisait varier de manière arbitraire la valeur d'un composant réactif, on modifierait de manière "surnaturelle" l'énergie qu'il stocke, le bilan d'énergie ne serait plus correct, la simulation divergerait et se crasherait.
Il faut donc introduire cette variation autrement que "par la main de Dieu", d'une manière cohérente et légitime, ce qui ne simplifie pas les choses.

Voici par exemple un primaire de transfo torique de 100VA simulé en tenant compte de tout ce qui précède: on voit que pour une phase de départ de 90° (vert), il n'y a pas d'appel de courant visible, mais que pour 60, 30 et 0° la pointe est bien présente.

Pièce jointe 215510

Pièce jointe 215511

Superbe explication, très pro! Merci Tropique!


Yvan

[Biname]

Comme l'ont dit les autres, c'est bien au pic: le noyau n'aura qu'à intégrer une demi-alternance avant de pouvoir "respirer", contre une entière au passage à zéro.



Les deux sont corrects: avec les hypothèses que tu donnes à LTspice (peut-être à l'insu de ton plein gré), c'est logique.
Il y a deux éléments qui interviennent: avant la simu proprement dite, LTspice calcule l'état du circuit pour une durée infinie de manière à démarrer sur des conditions stables et définies, et ne pas avoir à attendre par exemple que des condensateurs de liaison se chargent, etc.

Quand tu appliques ça à une self, la tension initiale appliquée va être de V^*sin(phase de départ). Autrement dit, pour 90°, tu appliques 325V à ta self pour un temps infini, et puis tu démarres la simulation.
Il est parfaitement possible de bypasser ce précalcul: il suffit de cocher la case "skip initial operating point solution", ce qui ajoute uic à la directive de simulation.

L'autre chose, c'est que si tu ne spécifies rien de spécial, ta self va être "normale", en particulier linéaire: LTspice n'a aucun moyen de savoir qu'elle a un noyau saturable si tu ne lui donnes pas les infos.
Ce problème est un peu plus compliqué, comme tout ce qui touche aux matériaux ferro-magnétiques. Il faut d'abord modéliser le comportement du noyau, ce qui implique des approximations mathématiques, incorporant la valeur de flux, puisque c'est de cela que la perméabilité va dépendre.
Le flux va non seulement dépendre des conditions courantes, mais également de toute l'histoire qui a précédé, qu'il va falloir intégrer. Il y a plusieurs possibilités de modélisation, par exemple avec les fonctions hyperboliques.
D'autre part, on ne peut pas simplement modifier comme ça la valeur d'un composant réactif au cours du temps: la simulation, une fois qu'elle a démarré, se comporte comme un mini-univers fermé et cohérent sur le plan des lois physiques: il respecte Maxwell, Kirchoff, Poynting et la conservation de l'énergie entre autres.
Toute l'énergie qui est présente au départ, plus celle fournie ou soustraite par des voies légitimes doit se retrouver à la fin.
Si on faisait varier de manière arbitraire la valeur d'un composant réactif, on modifierait de manière "surnaturelle" l'énergie qu'il stocke, le bilan d'énergie ne serait plus correct, la simulation divergerait et se crasherait.
Il faut donc introduire cette variation autrement que "par la main de Dieu", d'une manière cohérente et légitime, ce qui ne simplifie pas les choses.

Voici par exemple un primaire de transfo torique de 100VA simulé en tenant compte de tout ce qui précède: on voit que pour une phase de départ de 90° (vert), il n'y a pas d'appel de courant visible, mais que pour 60, 30 et 0° la pointe est bien présente.

Pièce jointe 215510

Pièce jointe 215511

Merci de me remettre sur la bonne voie, j'avais un peu négligé/ignoré la phase ! P = V * I * cos(phi), aux bornes d'une inductance 'pure' phi = 90° et P = 0 ... tant que le noyau n'est pas saturé.

Qui a dit rouillé

[Yvan_Delaserge]

Et si au lieu d'attaquer le transfo avec du sinusal, on l'attaque avec du créneau (au moyen d'un hacheur), cela signifie qu'il est toujours attaqué de manière optimale, puisque s'il est à zéro, rien ne se passe et si le créneau est là, on est d'emblée au pic.

Le problème se règle dons de lui-même, non?


Amicalement,

Yvan

[Tropique]

Le problème est exactement le même: si on démarre au moment d'une transition, le noyau verra le produit Vcrête*0.5T avant de pouvoir souffler, et s'il est calculé avec les mêmes marges qu'en sinus, il souffrira autant.

Idéalement, il faudrait soit mettre deux fois plus de spires que normalement, soit démarrer à une fréquence double et revenir en quelques cycles à la fréquence normale.

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

Je cherche à construire un poste de soudure par points en utilisant un transfo de four microondes, dont j'ai remplacé le secondaire haute tension par une seule spire de forte section, afin d'obtenir une forte intensité sous environ 1 Volt.
Mais je rencontre la difficulté suivante:
Si j'alimente le primaire sous une tension croissante, les VA semblent augmenter linéairement dans le secondaire, mais exponentiellement dans le primaire. J'ai réalisé deux séries de mesures, que je résume par les deux graphiques suivants:
http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

Je vous entends déjà me dire "et le cos phi"? Et je réponds:
Certes, ce sont des VA, mais:
Concernant le secondaire, comme il ne comporte qu'une seule spire, son inductance est de l'ordre du microhenry. A 50 Hz, le déphasage sera donc minime. Nul besoin de correction.
Concernant le primaire, le déphasage tension-courant a lieu surtout pour des faibles puissances. Au-dessus de 150 V, le transfo est grossièrement surchargé/saturé. Le déphasage est alors minime. Et justement, c'est à 220 V que j'ai l'intention d'utiliser ce transfo. Nul besoin de correction non plus.

Le fait d'avoir les deux courbes qui divergent pour des tensions d'alimentation du primaire supérieures à 150 V, pose problème en raison du rendement qui devient de plus en plus exécrable.

Ai-je raison de penser ça? De penser que rendement qui devient de plus en plus exécrable?

Et si oui, comment l'améliorer?


Amicalement,

Yvan

[DAUDET78]

Tu ne peux pas rester sur ta discussion précédente ? http://forums.futura-sciences.com/el...r-secteur.html

[Tropique]

Il n'est pas vraiment utile d'émietter les sujets, cela fait perdre le contexte de la question.

Discussions fusionnées

[Biname]

Bonjour,

Je cherche à construire un poste de soudure par points en utilisant un transfo de four microondes, dont j'ai remplacé le secondaire haute tension par une seule spire de forte section, afin d'obtenir une forte intensité sous environ 1 Volt.
Mais je rencontre la difficulté suivante:
Si j'alimente le primaire sous une tension croissante, les VA semblent augmenter linéairement dans le secondaire, mais exponentiellement dans le primaire. J'ai réalisé deux séries de mesures, que je résume par les deux graphiques suivants:
http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

http://forums.futura-sciences.com/im...attach/gif.gif

Je vous entends déjà me dire "et le cos phi"? Et je réponds:
Certes, ce sont des VA, mais:
Concernant le secondaire, comme il ne comporte qu'une seule spire, son inductance est de l'ordre du microhenry. A 50 Hz, le déphasage sera donc minime. Nul besoin de correction.
Concernant le primaire, le déphasage tension-courant a lieu surtout pour des faibles puissances. Au-dessus de 150 V, le transfo est grossièrement surchargé/saturé. Le déphasage est alors minime. Et justement, c'est à 220 V que j'ai l'intention d'utiliser ce transfo. Nul besoin de correction non plus.

Le fait d'avoir les deux courbes qui divergent pour des tensions d'alimentation du primaire supérieures à 150 V, pose problème en raison du rendement qui devient de plus en plus exécrable.

Ai-je raison de penser ça? De penser que rendement qui devient de plus en plus exécrable?

Et si oui, comment l'améliorer?


Amicalement,

Yvan

Comment mesures-tu les VA ? Mesure de tension puis mesure de courant et multiplication des deux ? Mesures faites au primaire et au secondaire ? Tu ne peux pas ignorer le cos(phi), c'est le Cos(phi) qui te dit qu'une part très importante de l'énergie absorbée par le transfo est restituée au réseau, un inductance pure accumule et restitue toute l'énergie qu'elle reçoit, elle ne la dissipe pas.

Le modèle simplifié du transformateur est très simple, soit L1 L2 et R2 et k = V1/V2 = I2/I1 = N1/N2

Le générateur au primaire - ici le secteur - voit L1 en _SERIE_(*) avec une résistance R = k² * R2

Le secondaire en court-circuit, le transfo n'absorbe aucune énergie - et oui ! - itou pour le secondaire ouvert.

Toute l'énergie absorbée se fait dans R = k² * R2

Z primaire = R + jwL1
|Z primaire| = Sqr(R² + w²L1²)
|I primaire| = I1 = V1/Sqr(R² + w².L1²)
aux bornes de R on à |Vr| = R * I1 = V1.R/Sqr(R² + w².L1²)
et Pr = Vr * I1 = R.V1²/(R² + w².L1²)

V1=V1eff, w et L1 sont constants

Si R2 = 0, R = k² * R2 = 0 Pr = 0
Si R2 = infini circuit ouvert, Pr = 1/infini = 0

Pr est maximum pour R = wL1 et donc R2 = wL1/k² (dPr/dR = 0 ...)
Prmax = V1²/2.wL1

Un transfo dont le noyau n'est pas saturé et dont la résistance des bobinages est négligeable absorbe au maximum V1²/(2.w.L1) watts


Sauf erreurssss


(*) dans le sujet précédent, en faisant violence à mes souvenirs, je plaçais cette résistance en // avec L1, ce qui est faux

[Tropique]

Pour ce genre de mesure, il est essentiel d'employer un vrai wattmètre, qui fait le produit en temps réel du courant et de la tension: le fait que le transfo sature sature augmente la puissance apparente absorbée, mais pas les pertes, sauf de manière indirecte: le courant magnétisant devient tellement élevé qu'il occasionne des pertes de second ordre habituellement négligées, des pertes Joule dans le primaire.

De toutes manières, comme je l'ai déjà dit, pour un redimensionnement il est préférable de repartir de zéro, des fondamentaux: n = V/(4BFA) pour du carré.

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

C'est comme vous préférez. Cela concerne dans les deux cas un transformateur, c'est vrai, mais la question est très différente: La surintensité de mise en route le première fois. Cette fois-ci c'est le rendement. Cela peut être utile de séparer pour si quelqu'un veut faire une recherche dans les fils existants.

Mais si vous voulez traiter les deux sujets dans le même fil, OK pour moi.

Donc, que pensez-vous du comportement de ce transfo? A partir d'une certaine tension d'alim du primaire, les VA au primaire semblent augmenter exponentiellement, alors que les VA au secondaire le font linéairement. Par conséquent, le rendement devient vite très mauvais. Question? Est-ce que cela correspond au comportement normal d'un transfo utilisé en le surchargeant délibérément? Ou est-ce que mes mesures sont à refaire?

Et si oui, où vont les watts manquants? Ils vont chauffer le noyau?


Merci d'avance

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Hum désolé, je n'avais pas vu qu'il y avait une seconde page. Merci pour vos réponses, je vais y réfléchir et faire mûrir tout ça.

Amicalement,

Yvan