Modélisation d'un transformateur de four micro-onde

[ElectroRun]

Bonsoir,
Après des mesures à  puissance réduite (essai à  vide sous tension nominale et essai en court circuit sous tension réduite du bobinage secondaire haute tension) d'un transformateur de four micro-onde, je propose un modèle de transformateur pouvant approcher la réalité en simulation sous LTspice.
Ce sujet fait suite au sujet "composante continue du courant d'un four micro-onde...
La différence notable c'est l'absence de saturation et d'hystérésis du circuit magnétique, (je ne sais pas faire!).
trois documents joints :
le fichier .asc,
le résumé en .pdf
les calculs en .XLSX
Je ne dispose pas (encore) d'un wattmètre RMS, les calculs sont faits à  partir de relevés à  l'oscilloscope.

[Yffig]

Bonsoir ER,

Pas de "critiques" à  faire sur tes mesures et simulation: les valeurs que tu as obtenues sont proches de celles que j'ai mesuré sur un transfo avec un LCR-meter à  100 Hz et la simulation est OK mais n'explique pas la forme du courant primaire  (très similaire à  celle de la tension à  vide que j'avais publiée avec mes deux transfos THT tête bêche:
http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=528.msg3615#msg3615
As tu la possibilité de faire des mesures "True RMS" sur ce courant "déformé" ?
Il nous manque donc des éléments de non linéarité...(je ne sais pas plus que toi modéliser ces non linéarités, ne m'étant jamais intéressé au modèle CHAN).

Il y a dans ces transfos un élément vraiment intriguant... on va parler de PActive: ces transfos sont censés délivrer peu ou prou 1000 VA ou un peu moins. Or si on regarde la section du noyau (35*68 mm dans mon cas), la formule approchée classique S(cm²) ~ 1.2* racine(PA), on obtient 400 VA grand max... :o WTF ?!

Connais tu la vidéo de Iodure Métallique: https://www.youtube.com/watch?v=QGsWM9R2tTM&t=162s ?

J'ai par ailleurs consulté deux références:
- Transformer and Inductor Design Handbook, 4th Edition 2011 de McLyman
- Transformer Engineering Design Technology & Diagnostics 2013 2nd Edition S VKulkarni & SA Khaparde
(dont on peut "facilement" trouver les pdf sur le Net (via Google))
Un recherche dans ces deux "énormes" ouvrages sur les mots clés "oven", "micro(-)wave" ne donne aucun retour....

L'énigme est toujours non résolue. :(

Bonne soirée

Yffig

[ElectroRun]

Bonsoir et merci Yffig pour l'intérêt porté à  la question des transfo tête bêche.
J'ai fait la manip et je joins donc mes résultats :
Tout d'abord j'ai vu que sur les forums les bidouilleurs disent que c'est dangereux car le chassis du transformateur est relié à  la HT : ceux là  même ouvrent et ferment leur four micro onde et sont en contact galvanique direct avec la HT via la terre du four sans crainte! Cela dit, je n'ai quand même pas osé toucher la carcasse pendant les essais, bien qu'elle était reliée à  la terre.
J'ai refait les essais à  puissance réduite pour modéliser le transfo "à  l'envers". Puis j'ai lancé la simulation (voir fichier .asc).
Je n'avais qu'une charge de 100 ohm, 200 W. La tension secondaire est bien sinusoïdale (normal, le flux étant l'intégrale de la tension,  les harmoniques de tension sont atténués et donc le flux est magnifiquement sinusoïdal). Ceci peut être montré avec un simple circuit RC branché sur la HT servant de filtre passe bas de coupure 1/(2.PI.RC) = 1,6 Hz avec 1 µF et 100 k, donc intégrateur à  50 Hz. Si je dispose d'un condensateur de 1 µF HT, je n'ai pas de résistance 100 kohm HT.
Le rendement est catastrophique, seulement 46%, et le facteur de puissance pour une charge résistive très mauvais (FP = 0,54). L'allure du courant primaire est due à  la puissance faible demandée au premier transfo, du coup le courant magnétisant de T1 n'est plus négligeable. La simulation donne des résultats différents de la manipulation, car LTspice suppose l'absence de déformation du courant (pas de saturation ni hystérésis), donc pas de puissance déformante dans la simulation. (voir la feuille "puissances" du classeur XLS, et comparer avec le tracé  de P1 et P2 avec LTspice). La puissance déformante n'est pas négligeable (S = 1150 VA ; P =  623 W ; Q = 918 VAR ; D = 301 VAD)
Je ne connaissais pas la formule qui relie la section du transfo et sa puissance, mais je crois plus au relevé courant tension du four micro onde des précédents messages : celui ci est capable de délivrer plus de 1kW en continu avec un facteur de puissance de 0.90, et le courant est peu déformé.
Je n'ai pas encore de quoi mesurer I RMS, mais mon calcul sur EXCEL utilise la formule =RACINE(SOMME.CARRES(E3:E602)/600) pour 600 échantillons sur 60 ms (3 périodes). Critique : deux mesures consécutives avec le même montage, on conduit à  des valeurs efficaces de I avec un écart de 8 % : Je pense que c'est les 8 bits de l'oscilloscope, c'est insuffisant.
Je reçois cette semaine une pince Chauvin Arnoux F205 qui doit me permettre d'affiner les mesures.
A plus, en Air Bus.

[ElectroRun]

Bonjour,
Voici une modélisation par LTspice qui donne des résultats très proches des relevés à  l'oscilloscope des courants consommés par le transformateur HT.
Les générateurs de courant I3, I5, I7, I9 modélisent les harmoniques du courant magnétisant. (Calculs réalisés à  l'aide d'un tableur à  partir du relevé du courant à  vide).
V50 est la tension secteur, la phase à  l'origine 90° permet d'avoir directement le régime permanent dans le primaire.
Rf est la résistance qui modélise les pertes fer (hystérésis et courants de Foucault)
Lm est l'inductance magnétisante.
L1 l'enroulement HT.
Il a été choisi un couplage parfait (K = 1) pour les enroulements du transformateur, et de rajouter les défauts ( Rs et Ls) uniquement pour l'enroulement HT (mesure en court circuit).
Je n'ai pas mesuré les défauts pour l'enroulement de chauffage cathode, mais la puissance mise en jeu est faible.
Rs modélise les pertes cuivre dans le transformateur (primaire et secondaire HT)
Ls est l'inductance de fuite.
Rmes permet d'afficher le courant primaire.
Le magnétron est modélisé par une Zener 3 kV et une résistance 3 kohm.