Calcul d'un petit transformateur secteur

(Joseph-Henri Lévy)
marthe-dauriau
En TSF, il arrive que le transformateur d'alimentation secteur soit endommagé et qu'il faille le remplacer ou ou rebobiner. Cette opération peut nécessiter un re-calcul du transformateur qui se fait en 2 temps. Les pages de ce calculateur s'appuient sur un modèle simplifié et quelques formules proposés par Marthe Douriou dans son ouvrage donné en bibliographie rappelé plus bas.
Cette ingénieure a rédigé quelques ouvrages techniques sous un pseudo masculin, puis sous son vrai nom. Parallèlement, elle produisait des articles dans la revue "L'Antenne" puis dans le "Haut-Parleur".


  1. Pré-calcul : A partir des 4 paramètres plus bas, on dégrossit les dimensions du transformateur.
    Le choix de ces paramètres dépendra, en dépannage de TSF, de ce dont on dispose dans son atelier. On choisit dans les les valeurs disponibles égales ou immédiatement supérieures aux valeurs théoriques trouvées lors du pré-calcul.

    • la fréquences du secteur : On se limite ici à 2 valeurs : 50 Hz (Europe, Asie, Afrique), et 60 Hz en Amérique du Nord.
    • la densité de courant admissible dans les fils de cuivre qui composent le transformateur. Ce choix est économique. Plus la densité admise est élevé, moins le poids du cuivre nécessaire sera élevé, mais plus sera élevé l’échauffement thermique par effet Joule dans le cuivre.
    • le rendement est le rapport entre puissance totale délivrée en sortie sur la puissance consommée au primaire, donc prélevée sur le serveur. En pratique, il est est admis une valeur autour de 0.85 soit 85%
    • la nature du noyau. celle-ci détermine le rendement cité plus haut, mais aussi les dimensions et le poids du transformateur. Ce sont, la encore, des considérations de prix de production qui entrent en jeu. On va du moins cher, la tôle simple, au double C, le plus couteux. Cette nature détermine l'induction maximale admise dans le transformateur. Dans un matériau pauvre, on ne dépassera pas une induction d'un Tesla sous peine de saturer le matériau aux puissances élevées et d'avoir un comportement non linéaire.

  2. Calcul final. Dans cette seconde et dernière phase, on saisit, dans l'outil, les diamètres des fils de cuivre et la section du fer dont on dispose, pour faire apparaître les nombres de spires de chaque enroulement. Il faut ensuite que le cuivre tienne sur la carcasse de bobinage. Les amateurs ne disposant pas de bobineuses performantes adoptent un coefficient de sécurité. Celui-ci est appliqué ici.

1ère phase : le pré-calcul

Choisir les 4 paramètres environnementaux listés plus haut.
 
Secteur 50Hz
60Hz
Rendement % 90%
85%
80%
Libre

Jmax (A/mm2) 2,5
3,0
3,5
Nature du fer Tôles simples
Tôles faibles pertes
Double C
Libre
 
Primaire (V)
Image du transfo
Secondaire (V/I)
n V(volts) I(A)
1
2
3
4
5
6
 


© Carnets TSF 2006 - 2024