Qu’est-ce qu’un transformateur de courant ?
Un transformateur de courant est un dispositif qui transforme l’amplitude d’un courant, souvent abrégé en TC.
L’intensité du courant entrant dans le transformateur de courant est transformée en fonction du rapport entre le nombre de tours de la bobine à l’entrée et à la sortie. Il convertit le courant dans les circuits à forte intensité ou à haute tension en un courant de faible intensité, et est utilisé pour la mesure du courant et les relais.
Utilisations des transformateurs de courant
Les transformateurs de courant sont des équipements largement utilisés dans l’industrie et les infrastructures. Voici quelques exemples d’applications des transformateurs de courant :
- Contrôle du courant des pompes pour le pompage de l’eau.
- Surveillance de la chute d’eau dans les pompes de drainage et de traitement des eaux usées.
- Surveillance du courant à la destination dans les sous-stations.
- Surveillance de la production d’énergie dans les centrales électriques.
Les transformateurs de courant servent à isoler les circuits et à convertir le courant. L’isolation des circuits sert à isoler le circuit principal du circuit de commande où circulent des courants importants. Les transformateurs de courant sont également utilisés pour surveiller les courants dans les petites pompes d’environ 5 A afin d’isoler le circuit.
Les transformateurs de courant sont utilisés pour convertir de grands courants en petits circuits de courant. Comme il n’est pas rentable d’introduire des milliers d’A de courant dans le circuit de commande en raison de l’épaisseur du câblage de commande, les transformateurs de courant sont utilisés pour transformer le courant à un maximum d’environ 5 A pour la commande et la surveillance.
Principe des transformateurs de courant
Les transformateurs de courant alternatif se composent d’un noyau de fer, d’une bobine primaire et d’une bobine secondaire, chacune étant enroulée autour d’un noyau de fer.
La bobine primaire est la bobine connectée au circuit de courant à mesurer : lorsque le courant traverse la bobine primaire, un flux magnétique est généré dans le noyau de fer, ce qui excite la bobine secondaire. La bobine secondaire génère un courant dans le secondaire en fonction de l’ampleur du flux magnétique excité.
La valeur du courant généré dans la bobine secondaire est déterminée par le courant dans la bobine primaire et le taux de rotation : plus il y a de tours dans la bobine primaire, plus la valeur du courant est élevée ; plus il y a de tours dans la bobine secondaire, plus la valeur du courant est faible. En général, la valeur du courant de la bobine secondaire est ajustée à 1 A ou 5 A pour le courant maximal admissible dans la bobine primaire afin de produire le produit.
Types de transformateurs de courant
Il existe différents types de transformateurs de courant, tels que les transformateurs de courant bobinés et les transformateurs de courant à passage direct. Voici quelques exemples de types de transformateurs de courant :
1. Transformateurs de courant bobinés
Un transformateur de courant bobiné se compose d’un noyau de fer annulaire et de bobines d’entrée et de sortie.
Il fonctionne comme décrit dans la section sur le principe. Il est principalement utilisé pour les petits transformateurs de courant de quelques A à quelques dizaines d’A, car le courant de câblage admissible du côté primaire augmente avec le courant du circuit de mesure. Il se caractérise par sa capacité à mesurer de petits courants avec une grande précision.
2. Transformateurs de courant à passage direct
Les transformateurs de courant à passage direct sont des transformateurs de courant dans lesquels la bobine primaire a été éliminée. Le câblage du circuit à mesurer est inséré dans le noyau de fer, qui est alors utilisé comme bobine primaire.
Les transformateurs de courant traversants sont essentiellement choisis pour les circuits de courant importants, de plusieurs dizaines d’A à plusieurs centaines d’A ou plus, car ils sont peu coûteux à installer en raison de l’absence de bobine côté primaire.
3. Transformateurs de courant continu
Les transformateurs de courant pour les circuits à courant alternatif ne peuvent pas être utilisés pour les circuits à courant continu car aucun flux magnétique n’est généré dans le noyau de fer. Les transformateurs de courant continu avec éléments Hall sont utilisés pour mesurer les courants continus.
Lorsqu’un champ magnétique est appliqué à un circuit porteur de courant, une tension correspondant à la valeur du courant est générée. C’est ce qu’on appelle l’effet Hall : un élément Hall est un élément qui produit une tension selon ce principe. La plupart des transformateurs de courant continu sont des transformateurs de courant utilisant des éléments de Hall.
Cependant, dans le cas du courant continu, il existe des alimentations à haute intensité telles que celles des tramways. Leurs valeurs de courant peuvent atteindre plusieurs dizaines de milliers d’A, ce qui est difficile à mesurer avec des transformateurs de courant à élément Hall.
4. Transformateurs de courant de type résistance shunt
Les résistances shunt sont des résistances à faible résistance destinées à mesurer des courants. La valeur de la résistance étant prédéterminée, elle peut être convertie en une valeur de courant en mesurant la tension aux deux extrémités.
Les résistances de shunt sont utilisées pour mesurer des courants continus élevés de plusieurs dizaines de milliers d’A. Les résistances shunt dans les circuits à courant élevé génèrent également beaucoup de chaleur, c’est pourquoi elles sont souvent refroidies à l’eau.
Comment choisir un transformateur de courant
Les transformateurs de courant sont essentiellement sélectionnés en fonction de la valeur du courant circulant sur le côté primaire. Choisissez un transformateur de courant dont la spécification de courant est supérieure à la valeur maximale du courant circulant sur le côté primaire.
Le côté secondaire du transformateur de courant est connecté à un relais de surintensité ou à un indicateur de courant. En fonction de l’utilisation, sélectionnez une valeur de courant du côté secondaire comprise entre 0 et 1 A ou 0 et 5 A.
Comme les relais à maximum de courant sont souvent placés à proximité des transformateurs de courant, les produits avec une spécification de courant de 0-5 A sur le côté secondaire du transformateur de courant sont souvent sélectionnés. En effet, la valeur 0-5 A permet une mesure plus précise de la valeur du courant.
D’autre part, les indicateurs de courant sont parfois séparés des transformateurs de courant, auquel cas la spécification de courant du côté secondaire est souvent fixée à 0-1 A. En effet, la spécification 0-1 A permet de mesurer des valeurs de courant plus précises et de réduire la capacité d’alimentation requise pour le transformateur de courant.