Qu’est-ce qu’un transformateur ?
Un transformateur est un dispositif inductif stationnaire qui utilise l’induction électromagnétique pour convertir une tension ou un courant alternatif en une valeur souhaitée.
En général, un transformateur est appelé transformateur abaisseur de tension, tandis qu’un transformateur élévateur de tension est appelé transformateur élévateur. Un transformateur élévateur est également un transformateur, mais avec une terminologie différente.
Il se compose d’un noyau de fer et d’enroulements et consiste essentiellement en deux enroulements autour d’un noyau de fer en forme d’anneau. L’enroulement connecté à l’alimentation électrique est appelé l’enroulement primaire et l’enroulement connecté au côté de la charge est appelé l’enroulement secondaire. Une caractéristique des transformateurs est qu’ils génèrent de la chaleur pendant leur utilisation en raison de la perte de fer et de la résistance de l’enroulement, de sorte que l’énergie est consommée par la chaleur et que la production est réduite ; ils doivent donc être refroidis pendant leur utilisation pour améliorer l’efficacité et prévenir les pannes d’équipement.
Les transformateurs d’une capacité de 50 kVA ou moins sont appelés petits, ceux d’une capacité de 500 kVA ou moins moyens (capacité moyenne) et ceux d’une capacité de plus de 500 kVA grands (grande capacité), mais la gamme est vague et indéfinie. Ils sont également appelés basse tension, haute tension, très haute tension, très haute tension (très haute tension), etc. en fonction de la tension utilisée.
Types de transformateurs
Il existe différents types de transformateurs, classés en fonction de leur construction, du fluide frigorigène et de la méthode de refroidissement.
1. Classification par construction
- Transformateurs type fer interne : ils ont un noyau de fer à l’intérieur des enroulements et sont généralement très utilisés parce qu’ils sont faciles à fabriquer et à entretenir et qu’ils résistent aux contraintes mécaniques.
- Transformateurs type fer externe : le noyau de fer se trouve à l’extérieur des enroulements et est difficile à fabriquer et à entretenir. Le type fer externe est principalement utilisé pour les basses tensions et les courants élevés.
2. Classification en fonction du fluide de refroidissement
- Transformateurs remplis d’huile : de l’huile minérale ou de l’huile isolante synthétique est enfermée dans un réservoir pour refroidir et isoler en même temps.
- Transformateurs à sec : ils utilisent de l’air ou du gaz (SF6 : gaz hexafluorure de soufre) comme réfrigérant et sont souvent utilisés dans les petits transformateurs.
3. Classification selon la méthode de refroidissement
Il existe trois types de méthodes de refroidissement du réfrigérant pour les systèmes remplis d’huile et les systèmes secs
- Autorefroidissant : refroidissement par convection naturelle du réfrigérant.
- Refroidissement à eau : l’eau de refroidissement circule pour dissiper la chaleur.
- Refroidissement à air
Cette méthode utilise un ventilateur pour forcer l’air à refroidir l’unité.
De plus, ils peuvent être classés en détail en fonction du nombre de phases, de la méthode d’isolation, de la classe de résistance à la chaleur, etc. Ils peuvent également être classés en fonction de l’usage auquel ils sont destinés, mais la structure est la même, seule la désignation change en fonction du lieu d’utilisation et de la manière dont ils sont utilisés.
Principe des transformateurs
Lorsqu’une tension alternative est appliquée à l’enroulement primaire d’un transformateur, un flux magnétique est généré dans le noyau de fer, et la force électromotrice induite est générée lorsque le flux généré passe à travers le noyau de fer et traverse l’enroulement secondaire. La relation V1/V2 = n1/n2 s’applique lorsque la tension primaire (V1), la tension secondaire (V2) le nombre d’enroulements primaires (n1), le nombre d’enroulements secondaires (n2). La tension de sortie est proportionnelle au taux de rotation, et en modifiant la tension primaire ou le nombre d’enroulements (par exemple, par commutation de prises), on peut obtenir n’importe quelle tension.