De quel transformateur de puissance nominale (kVA) mon équipement a-t-il besoin ?

Pourquoi la cote kVA est le premier chiffre dont vous avez besoin

Chaque transformateur basse fréquence, transformateur EI ou transformateur toroïdal est étiqueté avec une valeur en kVA plutôt qu'une valeur en watts, car la plupart des charges industrielles et domestiques ne sont pas purement résistives. Les moteurs, les soudeurs, les circuits de commande et les onduleurs consomment du courant réactif en plus de la puissance réelle, de sorte que les kVA captent toute la puissance apparente que le noyau et les enroulements du transformateur doivent gérer. Choisir une unité trop petite entraîne une surchauffe, une chute de tension et une défaillance prématurée de l’isolation. En choisir un qui est inutilement surdimensionné gaspille du cuivre, augmente les pertes à vide et augmente les coûts sans améliorer les performances.

Étape par étape : calculer le kVA dont vous avez besoin

Exemple travaillé

Supposons qu'un petit atelier fasse fonctionner un moteur à induction de 1,5 kW à un facteur de puissance de 0,8, deux transformateurs de commande de 400 W à un facteur de puissance de 0,9 et un circuit d'éclairage de 200 W à un facteur de puissance de 0,95. Le moteur nécessite 1 875 VA, les unités de commande nécessitent environ 889 VA et l'éclairage nécessite 211 VA, ce qui donne une charge combinée d'environ 2 975 VA, soit près de 3 kVA. Après avoir appliqué une marge de 25 pour cent pour la surtension de démarrage du moteur, l'exigence pratique s'élève à environ 3,7 kVA, ce qui signifie qu'un transformateur basse fréquence standard de 5 kVA ou un transformateur EI serait le choix approprié et légèrement conservateur.

Référence kVA typique par type d'équipement

Ces plages ne sont données qu’à titre indicatif. Vérifiez toujours le courant nominal exact, le courant de démarrage et le facteur de puissance indiqués sur la plaque signalétique de l'équipement avant de finaliser une commande.

Comment la conception du transformateur affecte le kVA que vous obtenez réellement

Une valeur nominale kVA indiquée ne fonctionne comme prévu que lorsque la structure de l'enroulement, le matériau du noyau et la méthode de refroidissement correspondent au profil de charge. Un transformateur EI avec un noyau de transformateur carré est robuste et économique pour le service industriel continu et les équipements de soudage, tandis qu'un transformateur toroïdal offre un rapport kVA/poids plus élevé, un champ magnétique parasite plus faible et un fonctionnement plus silencieux, qui convient aux charges audio, médicales et d'instrumentation. Un transformateur de commande BK est spécialement conçu pour les circuits de commande et les panneaux de machines-outils où plusieurs prises secondaires basse tension sont nécessaires avec une puissance nominale kVA modeste, et un transformateur d'isolement donne la priorité à la séparation de sécurité entre les enroulements primaires et secondaires plutôt qu'à la densité de puissance maximale. Faire correspondre le style de remontage au rapport cyclique est aussi important que faire correspondre le numéro lui-même.

Gamme de produits de transformateur Parcourez les styles d'enroulement de base utilisés pour créer la valeur nominale en kVA requise par votre profil de charge, des circuits de commande aux étages de puissance isolés.

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Marge de sécurité et facteurs de déclassement

Au-delà du calcul de la charge de base, trois variables poussent généralement le kVA requis plus haut que ne le suggère l'arithmétique brute. Le courant de démarrage du moteur peut atteindre trois à sept fois le courant de fonctionnement pendant une fraction de seconde, et un transformateur basse fréquence ou un onduleur sous-dimensionné diminuera considérablement la tension pendant cette surtension. Une température ambiante supérieure à 40 degrés Celsius réduit le kVA continu sûr qu'un transformateur donné peut fournir, de sorte que les unités installées dans des armoires fermées ou dans des climats chauds doivent être déclassées d'environ 5 à 10 pour cent par 10 degrés au-dessus de la température ambiante nominale. Le cycle de service est également important : un transformateur alimentant une soudeuse intermittente peut souvent fonctionner à une puissance continue inférieure à celle d'un transformateur alimentant une ligne de production fonctionnant 24 heures sur 24, avec la même puissance de pointe.

Erreurs de dimensionnement courantes à éviter

Travailler avec une usine de transformateurs

Une fois les kVA et les rapports de tension cibles définis, une usine de transformateurs basse fréquence peut confirmer la conception par rapport à votre cycle de service, votre classe d'isolation et vos exigences de montage plutôt que de vous fier uniquement à une figure du catalogue. Une usine de transformateurs EI ou une usine de transformateurs carrés expérimentée demandera généralement les tensions primaires et secondaires, la fréquence, la température ambiante, l'orientation de montage et si la charge est continue ou intermittente avant de confirmer une configuration finale en kVA et en enroulement. Le partage des données de la plaque signalétique de l'équipement ou d'une simple liste de charges, comme indiqué dans les étapes de calcul ci-dessus, suffit généralement à un ingénieur pour recommander le transformateur de commande, le transformateur d'isolement ou le transformateur de puissance approprié pour l'application.