Qu’est-ce qu’un transformateur d’isolement ?
Un transformateur d’isolement est un transformateur dans lequel les circuits électriques primaire et secondaire ne sont pas reliés par des conducteurs.
Les transformateurs d’isolement sont utilisés pour modifier la tension d’alimentation. Dans un circuit électrique classique, les conducteurs sont connectés de l’alimentation électrique à l’équipement de demande, mais en utilisant un transformateur d’isolation, les conducteurs de l’alimentation électrique et de l’équipement de demande peuvent être séparés.
La plupart des transformateurs utilisés pour les applications d’alimentation électrique sont des transformateurs d’isolement.
Utilisations des transformateurs d’isolement
Les transformateurs d’isolement sont utilisés dans un large éventail d’applications, de l’alimentation électrique industrielle à l’alimentation électrique domestique. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :
- La conversion de l’énergie dans les centrales électriques et les sous-stations
- La protection contre la foudre des équipements de bureautique
- L’alimentation électrique des usines et des installations commerciales
- L’intérieur d’anciens adaptateurs CA
- La transmission de l’énergie dans les foyers en général
- La réduction du bruit des produits semi-conducteurs
Comme indiqué ci-dessus, les transformateurs d’isolement sont largement utilisés pour les applications de transmission et de distribution d’énergie. Ils peuvent également être installés pour la réduction du bruit et la protection contre la foudre.
Principe des transformateurs d’isolement
Les transformateurs d’isolement sont des dispositifs qui transforment et isolent par induction électromagnétique. Il se compose d’enroulements primaires et secondaires, d’un noyau de fer et d’une enveloppe.
L’enroulement primaire est l’enroulement qui reçoit la tension/l’énergie de l’alimentation électrique. Un noyau de fer passe au centre de l’enroulement, et l’enroulement secondaire passe par le même noyau de fer. Grâce à cette structure, l’induction électromagnétique agit entre les enroulements, fournissant une tension à l’enroulement secondaire qui correspond au nombre de tours dans les enroulements primaire et secondaire.
Le rapport entre le nombre de tours des enroulements primaire et secondaire est appelé rapport de tour. Plus le nombre de tours de l’enroulement primaire est élevé, plus le rapport de tour est important. Plus ce rapport est élevé, plus la tension reçue par l’enroulement primaire et envoyée à l’enroulement secondaire est faible.
Autres informations sur les transformateurs d’isolement
1. Transformateurs isolés et non isolés
Les transformateurs de puissance courants sont des transformateurs isolés, mais dans de rares cas, des transformateurs non isolés sont utilisés. Les transformateurs non isolés sont des transformateurs dans lesquels l’enroulement secondaire fait partie de l’enroulement primaire. En raison de leur construction, les transformateurs non isolés sont également appelés transformateurs à enroulement unique.
En revanche, les transformateurs isolés sont appelés transformateurs à double enroulement. Les transformateurs à simple enroulement utilisent moins de fil de cuivre pour les enroulements et sont donc moins chers que les transformateurs à double enroulement. Cependant, comme le côté primaire n’est pas isolé du côté secondaire, il y a un risque qu’une tension anormale sur le côté primaire (par exemple en cas de foudre) se propage au côté secondaire et détruise l’équipement de demande. Les transformateurs à enroulement unique sont utilisés au sommet des ponts roulants et à l’intérieur des radios pour réduire leur taille.
2. Transformateurs d’isolement et bruit
L’une des raisons pour lesquelles les transformateurs d’isolement sont utilisés est l’élimination du bruit. Cependant, les transformateurs d’isolement normaux ne peuvent éliminer que les bruits de basse fréquence (bruit de mode commun), et non les bruits de haute fréquence (bruit de mode normal). Pour éliminer le bruit en mode normal, il existe des transformateurs dotés d’un blindage électrostatique sur les enroulements primaires et secondaires.
Au fur et à mesure que les équipements électriques deviennent plus sophistiqués et plus compacts, les circuits sont plus rapprochés et l’immunité au bruit tend à diminuer. Le bruit qui pénètre dans les circuits électriques et électroniques peut être très préjudiciable au fonctionnement du système. La sensibilité au bruit est un inconvénient des composants semi-conducteurs de plus en plus miniaturisés.
Parmi ceux-ci, les contrôleurs qui commandent le système ne sont pas à l’abri du bruit en raison de la forte intégration des puces. Si le bruit pénètre dans ces composants, il peut entraîner des dysfonctionnements du système et une corruption interne des données qui ne peut être rétablie. C’est pourquoi les mesures de suppression du bruit, telles que l’utilisation de transformateurs d’isolation avec blindage électrostatique, sont essentielles pour les produits semi-conducteurs.
3. Transformateurs d’isolement et mise à la terre
Bien que les enroulements primaires et secondaires d’un transformateur d’isolement soient isolés, il existe un risque que les enroulements se mélangent en cas de tremblement de terre ou d’autre accident. Si les enroulements se mélangent, la tension du côté haute tension risque de se propager au côté basse tension, entraînant un risque d’électrocution.
C’est pourquoi les transformateurs à haute tension doivent être mis à la terre en un point du côté basse tension. La mise à la terre utilisée dans ce cas est une mise à la terre de classe B, qui est connectée au point neutre côté basse tension du transformateur d’isolation et à la plaque anticollision, etc. L’application d’une mise à la terre de classe B au transformateur d’isolation facilite la détection des courants de fuite par l’équipement de détection des fuites et réduit la tension entrante en cas de collision.