Connaissance des transformateurs

Termes du transformateur

Définitions des termes de transformateur

Définitions des termes de transformateur

• Transformateurs électriques

Les transformateurs électriques sont des dispositifs utilisés pour élever ou abaisser la tension du courant alternatif. Par exemple, l'électricité est transportée sur de longues distances dans des lignes électriques à haute tension, puis les transformateurs abaissent la tension afin que l'électricité puisse être utilisée par une entreprise ou un ménage.

• Transformateurs d'isolement

Un transformateur d'isolement est un transformateur, souvent avec des enroulements symétriques, qui est utilisé pour découpler deux circuits. Un transformateur d'isolement permet de prélever un signal CA ou une alimentation d'un appareil et de l'alimenter dans un autre sans connecter électriquement les deux circuits. Les transformateurs d'isolement bloquent la transmission des signaux CC d'un circuit à l'autre, mais permettent aux signaux CA de passer.

• Lignes électriques de transmission

Une ligne de transmission est le support matériel ou la structure qui forme tout ou partie d'un chemin d'un endroit à un autre pour diriger la transmission d'énergie, comme les ondes électromagnétiques ou acoustiques ainsi que la transmission d'énergie électrique. Les composants des lignes de transmission comprennent les fils, les câbles coaxiaux, les dalles diélectriques, les fibres optionnelles, les lignes électriques et les guides d'ondes.

• Tension du transformateur

La mesure de la quantité de force sur une unité de charge en raison de la charge environnante.

• Phase du transformateur

La plupart des transformateurs sont monophasés ou triphasés.

• Fréquence du transformateur

Le transformateur ne peut pas changer la fréquence de l'alimentation. Si l'alimentation est de 60 hertz, la sortie sera également de 60 hertz.

• Facteur K du transformateur

Certains transformateurs sont désormais proposés avec un facteur k. Cela mesure la capacité du transformateur à résister aux effets de chauffage des courants harmoniques non sinusoïdaux produits par la plupart des équipements électroniques actuels et certains équipements électriques.

• Tension primaire

L'enroulement de bobine qui est directement connecté à la puissance d'entrée.

• Tension secondaire

L'enroulement de bobine fournissant la tension de sortie.

• Annulation harmonique

L'annulation d'harmoniques est effectuée avec des transformateurs d'annulation d'harmoniques également appelés transformateurs déphaseurs. Un transformateur annuleur d'harmoniques est un produit de qualité de puissance relativement nouveau pour atténuer les problèmes d'harmoniques dans les systèmes de distribution électrique. Ce type de transformateur est doté d'une technologie électromagnétique intégrée brevetée conçue pour éliminer les courants neutres élevés et les harmoniques les plus nocifs du 3e au 21e.

• Résistant aux intempéries

Les transformateurs fermés sont livrés avec une norme d'étanchéité établie par NEMA.

• Encapsulé époxy

Un processus dans lequel un transformateur ou l'un de ses composants est complètement scellé avec de l'époxy ou un matériau similaire. Ce processus est normalement préféré lorsqu'une unité peut rencontrer des conditions environnementales difficiles.

• Plus de termes de transformateur de puissance

Tels que l'inducteur, le défaut à la terre, la saturation du noyau, le transformateur de courant, le bouclier faraday, etc.

• Connexion étoile et triangle

Connexion delta

Si nous appelons les trois conducteurs de phase L1, L2 et L3, alors vous connectez le premier aimant à L1 et L2, le deuxième à L2 et L3, et le troisième à L3 et L1.

Ce type de connexion s'appelle une connexion en triangle, car vous pouvez disposer les conducteurs en forme de triangle (un triangle). Il y aura une différence de tension entre chaque paire de phases qui en soi est un courant alternatif. La différence de tension entre chaque paire de phases sera supérieure à la tension que nous avons définie à la page précédente, en fait elle sera toujours de 1,732 fois cette tension (1,732 est la racine carrée de 3).

Connexion étoile

Cependant, il existe une autre façon de vous connecter à un réseau triphasé : vous pouvez également connecter une extrémité de chacune des trois bobines magnétiques à sa propre phase, puis connecter l'autre extrémité à une jonction commune pour les trois phases. Cela peut sembler surprenant, mais considérez que la somme des trois phases est toujours nulle, et vous vous rendrez compte que c'est en effet possible.

Types de transformateur

Transformateurs élévateurs

Un transformateur élévateur est un transformateur dont la tension secondaire est supérieure à sa tension primaire. Ce type de transformateur "augmente" la tension qui lui est appliquée.

Comment fonctionne un transformateur élévateur ou un transformateur abaisseur : Un transformateur est composé de deux ou plusieurs bobines de fil isolé enroulées autour d'un noyau en fer. Le nombre de fois où les fils sont enroulés autour du noyau ("tours") est très important et détermine la manière dont le transformateur modifie la tension. Si le primaire a moins de tours que le secondaire, vous avez un transformateur élévateur qui augmente les tensions. Lorsqu'une tension est appliquée à une bobine (souvent appelée primaire ou entrée), elle magnétise le noyau de fer, ce qui induit une tension dans l'autre bobine (souvent appelée secondaire ou sortie). Le rapport de tours des deux ensembles d'enroulements détermine la quantité de transformation de tension. Un exemple de ceci serait 100 tours sur le primaire et 50 tours sur le secondaire, un rapport de 2 à 1. Le transformateur n'est rien de plus qu'un dispositif de rapport de tension Avec un transformateur élévateur ou un transformateur abaisseur, le rapport de tension entre le primaire et le secondaire reflétera le "rapport de transformation" (sauf pour les monophasés inférieurs à 1 kva qui ont des secondaires compensés). Une application pratique de ce rapport de tours de 2 à 1 serait un abaissement de tension de 480 à 240.

Un transformateur est composé de deux bobines, une de chaque côté d'un noyau en fer doux. Le transformateur élévateur augmente la tension. Un exemple si ci-dessous.

Il y a deux points à retenir

Les transformateurs ne fonctionnent qu'avec du courant alternatif. L'utilisation de courant continu créera un champ magnétique dans le noyau mais ce ne sera pas un champ magnétique changeant et donc aucune tension ne sera induite dans la bobine secondaire.

L'utilisation d'un transformateur élévateur pour augmenter la tension ne vous donne pas quelque chose pour rien. Lorsque la tension augmente, le courant diminue dans la même proportion. L'équation de puissance montre que la puissance globale reste la même.

P=V x I Puissance = Tension x Courant

En réalité, la puissance de sortie est toujours inférieure à la puissance d'entrée car le champ magnétique changeant dans le noyau crée des courants (appelés courants de Foucault) qui chauffent le noyau. Cette chaleur est ensuite perdue dans l'environnement, c'est de l'énergie gaspillée.

L'électricité est d'abord produite dans les centrales électriques. L'électricité est ensuite envoyée à des transformateurs élévateurs où l'électricité basse tension est changée en haute tension pour faciliter le transfert d'énergie de la centrale électrique au client. La tension doit être augmentée afin que le courant électrique ait la "poussée" dont il a besoin pour parcourir efficacement de longues distances.

À partir du transformateur élévateur, les lignes de transmission transportent le courant électrique haute tension sur de longues distances à travers des fils épais montés sur de hautes tours qui maintiennent les lignes de transmission bien au-dessus du sol. Des isolateurs en porcelaine ou en polymères sont utilisés pour empêcher l'électricité de sortir des lignes de transmission.

Les lignes de transmission à haute tension transportent le courant électrique vers des sous-stations où la tension est abaissée afin qu'elle puisse être distribuée localement sur des lignes électriques plus petites appelées lignes de distribution. Les niveaux de tension de la ligne de distribution sont généralement de 4 kV ou 12 kV. Ces tensions sont réduites une dernière fois dans les petits transformateurs en tête de poteau à des tensions d'utilisation, généralement de 120 et 240 volts, pour rendre l'alimentation sûre à utiliser dans nos maisons.

Transformateurs abaisseurs

Un transformateur abaisseur est un transformateur dont la tension secondaire est inférieure à sa tension primaire. Le transformateur abaisseur est conçu pour réduire la tension de l'enroulement primaire à l'enroulement secondaire.

Ce type de transformateur "abaisse" la tension qui lui est appliquée. Ils varient souvent dans des tailles de tension de 0,5 kva à 500 kva.

Il existe de nombreuses utilisations pour les transformateurs abaisseurs et les plus gros appareils sont utilisés dans les systèmes d'alimentation électrique, et les petites unités dans les appareils électroniques. Les transformateurs de puissance industriels et résidentiels qui fonctionnent à la fréquence de ligne (60 Hz aux États-Unis), peuvent être monophasés ou triphasés, sont conçus pour gérer des tensions et des courants élevés. Une transmission d'énergie efficace nécessite un transformateur élévateur au niveau de la centrale électrique pour augmenter les tensions, avec une diminution correspondante du courant. Les pertes de puissance de ligne sont proportionnelles au carré du courant multiplié par la résistance de la ligne électrique, de sorte que des tensions très élevées et des courants faibles sont utilisés pour les lignes de transmission longue distance afin de réduire les pertes. À l'extrémité de réception, les transformateurs abaisseurs réduisent la tension et augmentent le courant jusqu'aux niveaux de tension résidentiels ou industriels, généralement de 115 à 600 V.

Dans les équipements électroniques, des transformateurs d'une capacité de l'ordre de 1 kw sont largement utilisés en amont d'un redresseur, qui à son tour fournit du courant continu (DC) à l'équipement. De tels transformateurs électroniques de puissance sont généralement constitués d'empilements de tôles en alliage d'acier, appelées tôles, sur lesquelles sont enroulées des bobines de fil de cuivre. Les transformateurs au niveau de puissance de 1 à 100 W sont principalement utilisés comme transformateurs abaisseurs pour coupler les circuits électroniques aux haut-parleurs des radios, des téléviseurs et des équipements haute fidélité. Connus sous le nom de transformateurs audio, ces appareils n'utilisent qu'une petite fraction de leur puissance nominale pour diffuser du matériel de programme dans les plages audibles, avec une distorsion minimale. Les transformateurs sont jugés sur leur capacité à reproduire les fréquences des ondes sonores (de 20 Hz à 25 kHz) avec une distorsion minimale sur tout le niveau de puissance acoustique.

Comment fonctionne un transformateur abaisseur ?

Un transformateur est un appareil électrique avec un enroulement de fil placé à proximité d'un ou plusieurs autres enroulements, utilisé pour coupler deux ou plusieurs circuits à courant alternatif en utilisant l'induction entre les enroulements. Un transformateur dans lequel la tension secondaire est supérieure au primaire est appelé transformateur élévateur, si la tension secondaire est inférieure au primaire, alors c'est un transformateur abaisseur. Le produit du courant par la tension est constant dans chaque ensemble d'enroulements, de sorte que dans un transformateur élévateur, l'augmentation de tension dans le secondaire s'accompagne d'une diminution correspondante du courant.

Facteurs de choix d'un transformateur abaisseur :

Les transformateurs doivent être efficaces et doivent dissiper le moins d'énergie possible sous forme de chaleur pendant le processus de transformation. Les rendements sont normalement supérieurs à 99 % et sont obtenus en utilisant des alliages d'acier spéciaux pour coupler les champs magnétiques induits entre les enroulements primaire et secondaire. Pour augmenter l'efficacité du transformateur et réduire la chaleur, l'une des considérations les plus importantes est le choix du type de métal des enroulements. Les enroulements en cuivre sont plus efficaces que l'aluminium et d'autres choix de métaux d'enroulement. Les transformateurs avec des enroulements en cuivre coûtent plus cher au départ, mais peuvent économiser sur les coûts électriques et la maintenance au fil du temps et compensent largement le coût initial. La dissipation de même 0,5% de la puissance transmise dans un gros transformateur génère une grande quantité de chaleur, ce qui nécessite un refroidissement spécial. Les transformateurs de puissance typiques sont installés dans des conteneurs scellés dans lesquels de l'huile ou une autre substance circule dans les enroulements pour transférer la chaleur vers des surfaces externes de type radiateur, où elle peut être évacuée vers l'environnement.

Informations sur un transformateur abaisseur typique :

Un transformateur est un dispositif pour élever ou abaisser le signal électrique. Sans transformateurs efficaces, la transmission et la distribution d'énergie électrique en courant alternatif sur de longues distances seraient impossibles.

Transformateur typique

Il y a deux circuits ; le circuit primaire et le circuit secondaire. Il n'y a pas de connexion électrique directe entre les deux circuits, mais chaque circuit contient un enroulement qui le relie par induction à l'autre circuit. Dans les transformateurs, les deux enroulements sont enroulés sur le même noyau de fer. Le but du noyau de fer est de canaliser le flux magnétique généré par le courant circulant autour des enroulements primaires, de sorte qu'une grande partie de celui-ci relie également l'enroulement secondaire. Le flux magnétique commun reliant les deux enroulements est classiquement désigné dans les schémas électriques par un certain nombre de droites parallèles tracées entre les enroulements. En d'autres termes, le rapport des tensions de crête et des courants de crête dans les circuits primaire et secondaire est déterminé par le rapport du nombre de spires dans les enroulements primaire et secondaire ; ce dernier rapport est généralement appelé rapport de spires du transformateur. Si l'enroulement secondaire contient plus de tours que l'enroulement primaire, la tension de crête dans le circuit secondaire dépasse celle du circuit primaire. Ce type de transformateur est appelé transformateur élévateur, car il nous élève la tension d'un signal alternatif. Notez que le courant de crête dans le circuit secondaire est inférieur au courant de crête dans le circuit primaire dans un transformateur élévateur (comme cela doit être le cas si l'énergie doit être conservée). Ainsi, un transformateur élévateur abaisse en fait le courant. De même, si l'enroulement secondaire contient moins de spires que l'enroulement primaire, la tension de crête dans le circuit secondaire est inférieure à celle du circuit primaire. Ce type de transformateur est appelé transformateur abaisseur. Notez qu'un transformateur abaisseur augmente en fait le courant (c'est-à-dire que le courant de crête dans le circuit secondaire dépasse celui du circuit primaire).

L'utilisation de transformateurs élévateurs et abaisseurs dans les stations de distribution d'énergie :

L'électricité est générée dans les centrales électriques à une tension de crête assez faible (parfois comme 440 V) et est consommée à une tension de crête de 110 V à 220 V pour les ménages et les entreprises aux États-Unis. L'électricité CA est transmise de la centrale électrique à l'endroit où elle se trouve. consommée à une tension de crête très élevée (typiquement 50 000 V). Dès qu'un signal alternatif sort du générateur dans une centrale électrique, il est introduit dans un transformateur élévateur et introduit dans une ligne de transmission à haute tension, et transporte l'électricité sur plusieurs kilomètres, et une fois que l'électricité a atteint son point de consommation, il est alimenté par une série de transformateurs abaisseurs jusqu'à ce que sa tension de crête soit souvent réduite à 110V.

Si l'électricité est à la fois produite et consommée à de faibles tensions de crête, pourquoi se donner la peine d'augmenter la tension de crête à une valeur très élevée à la centrale électrique, puis de redescendre la tension une fois que l'électricité a atteint son point de consommation ? Pourquoi ne pas générer, transmettre et distribuer l'électricité à une tension de 110V ? Considérons une ligne électrique qui transmet une puissance électrique de crête entre une centrale électrique et une ville. Nous pouvons considérer le nombre de consommateurs dans la ville et la nature des appareils électriques qu'ils font fonctionner comme essentiellement un nombre fixe. Supposons que la tension de crête et le courant de crête du signal alternatif soient transmis le long de la ligne. Nous pouvons considérer ces nombres comme étant variables, puisque nous pouvons les modifier à l'aide d'un transformateur. Cependant, depuis, le produit de la tension de crête et du courant de crête doit rester constant. La résistance de la ligne provoque des pertes de puissance qui sont plus importantes à des tensions plus faibles sur la distance. Le taux de crête auquel l'énergie électrique est perdue en raison du chauffage ohmique dans la ligne est élevé.

Si la puissance transmise sur la ligne est une quantité fixe, tout comme la résistance de la ligne, la puissance perdue dans la ligne en raison du chauffage ohmique varie comme l'inverse du carré de la tension de crête dans la ligne. Il s'avère que même à des tensions très élevées, telles que 50 000 V, les pertes de puissance ohmique dans les lignes de transmission qui parcourent plus de dix kilomètres peuvent atteindre jusqu'à 20 % de la puissance transmise. On peut facilement comprendre que si une tentative était faite pour transmettre de l'énergie électrique alternative à une tension de crête de 110 V, alors les pertes ohmiques seraient si graves que pratiquement aucune de l'énergie n'atteindrait sa destination. Il n'est possible de produire de l'énergie électrique à un emplacement central, de la transmettre sur de grandes distances, puis de la distribuer à son point de consommation, que si la transmission est effectuée à une tension de crête très élevée (plus elle est élevée, mieux c'est). Les transformateurs jouent un rôle vital dans ce processus car ils nous permettent d'augmenter et d'abaisser très efficacement la tension d'un signal électrique alternatif. Un transformateur bien conçu a généralement une perte de puissance qui ne représente que quelques pour cent de la puissance totale qui le traverse.

Transformateur d'isolement

Les transformateurs d'isolement ont des enroulements primaires et secondaires qui sont physiquement séparés les uns des autres. Parfois, les transformateurs d'isolement sont appelés "isolés".

C'est parce que les enroulements sont isolés les uns des autres. Dans un transformateur d'isolement, l'enroulement de sortie sera isolé ou flottant par rapport à la terre, sauf s'il est lié au moment de l'installation. La liaison secondaire neutre-terre élimine pratiquement le bruit de mode commun, fournissant une référence neutre-terre isolée pour les équipements sensibles et une alternative peu coûteuse à l'installation de circuits dédiés et aux mises à niveau électriques du site.

Un transformateur d'isolement permet de prélever un signal CA ou une alimentation d'un appareil et de l'alimenter dans un autre sans connecter électriquement les deux circuits. Les transformateurs d'isolement bloquent la transmission des signaux CC d'un circuit à l'autre, mais permettent aux signaux CA de passer. Ils bloquent également les interférences causées par les boucles de masse. Les transformateurs d'isolement avec écrans électrostatiques sont utilisés pour l'alimentation d'équipements sensibles tels que des ordinateurs ou des instruments de laboratoire. Les transformateurs d'isolement sont différents des autotransformateurs dans lesquels le primaire et le secondaire partagent un enroulement commun.

Les transformateurs d'isolement peuvent accomplir un certain nombre de tâches :

Les enroulements primaire et secondaire peuvent être construits pour élever ou abaisser la tension de sortie. Par exemple, le transformateur peut réaliser une adaptation de tension entre une charge de 120 V et un système électrique qui mesure 208 V.

Les transformateurs d'isolement construits avec des écrans de Faraday amélioreront la qualité de l'alimentation en atténuant les courants de bruit à haute fréquence.

Les transformateurs d'isolement offrent une meilleure adaptation d'impédance d'une charge critique à un circuit électrique. Le composant interne du transformateur d'isolement à faible impédance offre une isolation à 100 % de la ligne d'entrée CA.

Les transformateurs d'isolement de qualité hospitalière sont idéaux pour la protection des équipements électroniques sensibles dans les zones de soins aux patients.

Le transformateur d'isolement avec blindage Faraday réduit le courant de fuite cumulé de l'isolateur et de l'équipement connecté à des niveaux inférieurs à 300 microampères.

Les composants de suppression des surtensions placés à l'entrée et à la sortie de la ligne combinés à une isolation complète de la ligne offrent un filtrage continu d'une gamme complète de bruit de ligne électrique dans tous les modes. Le filtrage actif du transformateur offre une réjection continue du bruit en mode commun sans pièces d'usure, unique capable de réduire les surtensions dans les pires environnements électriques à des niveaux inoffensifs.

Le transformateur d'isolement fournit une méthode « conforme au code » pour relier la terre de sécurité du système électrique au conducteur neutre sur le secondaire du transformateur. Cela élimine la tension et le bruit neutre-terre, qui sont la principale cause de problèmes de fiabilité pour l'électronique à base de microprocesseur.

Dans les tests, le dépannage et l'entretien de l'électronique, un transformateur d'isolement est un transformateur de puissance 1: 1 utilisé par mesure de sécurité. Étant donné que le fil neutre d'une prise est directement connecté à la terre, les objets mis à la terre à proximité de l'appareil testé (bureau, lampe, sol en béton, fil de terre de l'oscilloscope, etc.) peuvent présenter une différence de potentiel dangereuse par rapport à cet appareil. En utilisant un transformateur d'isolement, la liaison est éliminée et le risque d'électrocution est entièrement contenu dans l'appareil.

Les transformateurs d'isolement sont généralement conçus avec une attention particulière au couplage capacitif entre les deux enroulements. Ceci est nécessaire car une capacité excessive pourrait également coupler le courant alternatif du primaire au secondaire. Un blindage mis à la terre est généralement interposé entre le primaire et le secondaire. Tout couplage capacitif restant entre le secondaire et la terre entraîne simplement l'équilibrage du secondaire autour du potentiel de terre.

Tous les transformateurs assurent l'isolation. Ils sont construits avec un enroulement primaire et secondaire étroitement enroulé autour du même noyau ferreux. Les transformateurs commerciaux intègrent un seul blindage de Faraday entre les enroulements primaire et secondaire pour détourner le bruit, qui serait normalement couplé électriquement entre les enroulements primaire et secondaire à la terre. La méthode par laquelle ce couplage électrique du bruit se produit est la capacité entre les bobines des enroulements primaire et secondaire du transformateur, qui ne comprend pas de blindage de Faraday. Cette même capacité limite la bande passante haute fréquence du transformateur de la même manière que les mutuelles et auto-inductances du dispositif déterminent sa coupure basse fréquence. Lorsque la fréquence des courants d'excitation augmente, la réactance provoquée par la capacité entre les enroulements tend à dériver ces courants, limitant ainsi les performances à haute fréquence.

Le seul bouclier de Faraday contrôle toutes sortes de maux qui pourraient être attribués au couplage électrique du bruit à travers un transformateur. Cependant, le problème avec un seul blindage se pose lorsqu'il est relié à la terre du côté primaire ou secondaire du transformateur. L'enceinte d'un blindage de Faraday entre les enroulements primaire et secondaire élimine l'inter-capacité, mais elle établit également deux nouvelles capacités entre le blindage et les deux enroulements. Ces deux capacités permettent aux courants à haute fréquence de circuler dans les systèmes de mise à la terre du primaire et du secondaire. La liaison du blindage du transformateur à la terre primaire ou secondaire établit des trajets de courant pour le bruit haute fréquence dans le conducteur de référence du circuit à isoler. Le choix particulier de la terre pour la connexion du blindage permet uniquement de sélectionner le plus silencieux des circuits primaire et secondaire. Dans de nombreuses applications, ce chemin de courant annule tout effet isolant qu'un transformateur pourrait fournir.

Un transformateur d'isolement est conçu pour résoudre les problèmes associés au référencement de ses blindages internes à la terre. Il est construit avec deux écrans de Faraday isolés entre les enroulements primaire et secondaire. Lorsqu'il est correctement installé, le blindage, qui est le plus proche de l'enroulement primaire, est connecté à la masse commune de l'alimentation et le blindage le plus proche de l'enroulement secondaire est connecté au blindage du circuit à isoler. L'utilisation de deux écrans dans la construction du transformateur d'isolement détourne le bruit à haute fréquence, qui serait normalement couplé à travers le transformateur aux masses du circuit dans lequel il se produit. Les deux blindages assurent une isolation plus efficace des circuits primaires et secondaires en isolant également leurs masses. Le transformateur d'isolement ajoute une troisième capacité entre les deux blindages de Faraday, ce qui peut permettre le couplage de bruit haute fréquence entre les masses du système. Cependant, l'augmentation de la séparation entre les deux écrans de Faraday minimise normalement cette troisième capacité. De plus, l'effet diélectrique des écrans ainsi que la séparation accrue des enroulements réduisent considérablement l'inter-capacité entre les enroulements.

Généralement, une feuille conductrice enfermant complètement les enroulements fournira un chemin de terre pour le bruit du circuit primaire et a l'avantage qu'une capacité beaucoup plus petite existe entre les bobines primaire et secondaire que dans le cas d'un simple blindage de Faraday. Le blindage Faraday est simplement un simple tour de feuille non ferreuse conductrice mis à la terre placé entre les bobines pour détourner le bruit primaire vers la terre. Le blindage enveloppant, s'il est correctement mis à la terre, ne réémettra pas le signal de bruit et fournira une réduction efficace du bruit électromagnétique. En règle générale, selon Topaz, à une distance de 18 pouces du centre géométrique d'un transformateur, l'intensité du champ sera inférieure à 0,1 gauss et suivra à peu près les lois du cube inverse. Étant donné que les capacités entre les enroulements sont le chemin principal par lequel le bruit important lié à la ligne électrique et aux transitoires se couple au système, davantage d'informations sont nécessaires pour décrire ce qui se produit. Pendant que la puissance est transférée entre les enroulements du transformateur, les potentiels de bruit entre les circuits primaires et la terre sont couplés de la même manière au secondaire par des chemins capacitifs et résistifs. Ce bruit apparaît normalement sous trois formes dans un circuit de transformateur : mode commun, mode transversal et électromagnétique.

Commun - Mode Bruit

Ce bruit apparaît entre les deux côtés d'une ligne électrique et la terre. Étant donné que ce bruit est référencé à la terre du système d'alimentation, la méthode la plus évidente pour éliminer ce bruit consiste à mettre à la terre la prise centrale du transformateur à la terre du système via le chemin d'impédance le plus bas possible. Les conceptions de transformateurs internes, qui séparent les bobines pour réduire le couplage capacitif, présentent certains avantages, mais elles augmentent également l'inductance de fuite et réduisent le transfert de puissance.

Transversal - Mode

Le bruit de mode transverse est beaucoup plus difficile à éliminer que le bruit de mode commun. La clé ici est de faire la différence entre la puissance et le bruit, puis de réduire le bruit.

Le bruit et la puissance sont séparés par la différence de leurs fréquences. Le transformateur le plus efficace serait une conception exactement opposée à un transformateur audio. Le but est de transférer la puissance requise par la charge à la fréquence d'alimentation fondamentale et d'éliminer toutes les fréquences supérieures et inférieures. Les fréquences sous-harmoniques sont atténuées en faisant fonctionner le transformateur à une densité de flux relativement élevée, ce qui est efficace pour les réduire ou les éliminer. Au-dessus de la fréquence fondamentale, le bruit est réduit en introduisant autant d'inductance de fuite que possible, compatible avec un bon transfert de puissance vers le secondaire.

Le bruit en mode transversal apparaît sous la forme d'une tension entre les enroulements primaire et secondaire d'un transformateur d'isolement. Cela se produit lorsqu'un signal de bruit en mode commun fait circuler le courant dans l'enroulement primaire (ou l'enroulement secondaire), et de là à la terre via une capacité vers un blindage mis à la terre. Le bruit de mode commun peut également être transformé en 'bruit de mode transverse, et ainsi, par couplage magnétique, contaminer le secondaire d'un transformateur d'isolement. Normalement, en choisissant correctement la perte de noyau par rapport à l'inductance de l'enroulement primaire, un transformateur d'isolement bien conçu éliminera la majorité de ce type de bruit. Là encore, la mise à la terre du blindage du transformateur sur le chemin d'impédance le plus bas disponible entraînera des courants de bruit utilisant ce chemin de retour plutôt qu'un autre chemin d'impédance plus élevée vers la terre de la source de bruit.

Le bruit électromagnétique ne constitue pas un problème majeur dans la plupart des applications, mais est parfois critique dans certains systèmes d'enregistrement ou de données numériques, et dans la réalisation de mesures d'interférences électromagnétiques.

Applications au niveau de la boîte

Les transformateurs d'isolement sont souvent utilisés pour protéger les circuits à gain élevé ou pour empêcher les chemins de terre bruyants dans l'instrumentation. Le blindage au niveau de l'instrument est difficile et souvent inefficace. Étant donné que la plupart des instruments commerciaux ont un seul blindage dans leur transformateur de puissance, les concepteurs espèrent parfois qu'en ajoutant un transformateur d'isolement, les problèmes de mise à la terre peuvent être éliminés. Cette approche n'apporte souvent aucun avantage au système à moins que tous les autres trajets de masse dans l'instrument puissent être totalement isolés. Un transformateur d'isolement ne remplace pas le blindage ou la mise à la terre des instruments individuels. . La quantité d'isolation à la terre fournie par le transformateur au niveau du boîtier est limitée par l'utilisation d'un seul blindage de châssis entourant le boîtier. Les courants de bruit à haute fréquence générés par les circuits du boîtier peuvent être couplés sur les conducteurs de référence du circuit via la connexion des blindages des deux transformateurs à la référence du circuit. De plus, toute différence de potentiel entre la masse du système d'alimentation à l'entrée primaire du transformateur d'isolement et la masse du système d'alimentation au niveau de l'équipement et la masse du système d'alimentation au châssis de l'équipement entraînera la circulation de courants dans le conducteur de référence des circuits.

L'application la plus efficace des transformateurs d'isolement concerne les racks d'équipement. Un rack agit comme un blindage externe pour les instruments internes, tout en servant de référence de signal zéro pour les signaux de sortie du système. Les transformateurs d'isolement sont utilisés pour contrôler les courants de blindage et pour rompre la capacité mutuelle entre l'instrumentation du rack et une masse d'alimentation inconnue.

Le principal avantage de l'utilisation d'un transformateur d'isolement avec un rack d'équipement est le meilleur contrôle des courants dans les blindages de l'équipement. Toute différence de potentiel entre la terre de l'alimentation secteur et la terre du rack entraînera la circulation de courants dans la boucle. Le transformateur d'isolement permet de diriger ces courants "terre" à travers une partie du blindage du rack qui n'affectera pas le fonctionnement des circuits sensibles et isole complètement ces courants des conducteurs de référence internes des équipements.

Applications au niveau de la pièce

Il est souvent nécessaire d'isoler les enceintes de test CEM des terrains de construction bruyants. Non seulement les transformateurs d'isolement peuvent être utilisés pour découpler efficacement l'alimentation du bâtiment, mais aussi puisqu'ils agissent également comme des circuits accordés ; ils réduisent le bruit différentiel des équipements externes, qui atteint votre salle d'écran. Bien qu'il soit reconnu qu'un deuxième transformateur d'isolement à l'intérieur de la salle de test réduira considérablement l'ambiance de la ligne électrique, cette section n'envisagera que l'utilisation de transformateurs sur les lignes électriques d'une salle d'écran typique.

Comme pour tout transformateur, les transformateurs d'isolement émettent des champs magnétiques. L'emplacement physique du transformateur à côté ou connecté à une salle grillagée peut augmenter plutôt que diminuer le bruit ambiant. Étant donné que le boîtier physique d'un transformateur, ainsi que le blindage de l'enroulement primaire, sont normalement connectés à la terre d'alimentation du troisième fil de l'alimentation fournie, le blindage de l'enroulement secondaire doit être isolé du boîtier du transformateur et connecté uniquement au blindage du conduit allant à la pièce blindée pour obtenir une bonne isolation du sol. Le conduit agit comme un blindage RF pour l'alimentation de la salle et complète la connexion entre la salle blindée et le blindage de l'enroulement secondaire dans le transformateur.

Si le transformateur est triphasé et alimente plus d'une pièce, la meilleure application pour l'isolation entre les pièces est d'utiliser une seule phase pour chaque pièce, avec une limite de trois pièces par transformateur. Avec cette approche, les filtres de ligne électrique isoleront efficacement la pièce tout en offrant une atténuation pratique du bruit.

Une conception, un câblage et, surtout, une mise à la terre appropriés du transformateur sont les seuls moyens efficaces de réduire les trois types de problèmes de bruit. La mise à la terre doit être contrôlée et utiliser le chemin d'impédance le plus bas possible (c'est-à-dire la liaison) vers le système central de mise à la terre de référence pour assurer une atténuation maximale des sources de bruit. Pour obtenir la protection maximale d'un transformateur, non seulement il doit être appliqué correctement, mais le transformateur doit également être spécialement conçu pour une utilisation en isolation.

Transformateurs d'isolement triphasés

Les transformateurs d'isolement triphasés sont utilisés pour de nombreuses applications allant du séchoir à grains, des scieries, des systèmes de convoyeurs à bande, de la réfrigération et de la climatisation. Le triphasé a 3 enroulements primaires et 3 enroulements secondaires qui sont physiquement séparés les uns des autres. Chacun de ces bobinages est isolé l'un de l'autre. Les enroulements de sortie seront isolés ou flottants de la terre à moins qu'ils ne soient liés au moment de l'installation .

Les transformateurs d'isolement triphasés blindés ont toutes les caractéristiques de la phase 3 standard et intègrent également un blindage métallique complet (généralement en cuivre ou en aluminium) entre les enroulements primaires triphasés et secondaires triphasés. Ce blindage électrostatique ou Faraday Shield, est relié à la terre et remplit deux fonctions :

Il atténue (filtre) les transitoires de tension (pics de tension). Ces transformateurs d'isolement triphasés blindés ont un rapport d'atténuation de 100 à 1.

Il filtre le bruit de mode commun, Atténuation d'environ 30 décibels. Le transformateur d'isolement triphasé blindé est préféré au transformateur d'isolement triphasé standard car il assure la protection des équipements sensibles et critiques. Lorsque plus d'un transformateur d'isolement triphasé blindé est utilisé entre la source et la charge, on parle de « cascadage » et améliore considérablement la qualité de l'alimentation.

Transformateurs Buck Boost

Les transformateurs Buck Boost sont de petits transformateurs monophasés conçus pour réduire (buck) ou augmenter (boost) la tension de ligne de 5 à 20 %.

L'exemple le plus courant est l'augmentation de 208 volts à 230 volts. généralement pour faire fonctionner un moteur de 230 volts tel qu'un compresseur de climatiseur, à partir d'une ligne d'alimentation de 208 volts. Ils ont un primaire à double tension et un secondaire à double tension.

Les abaisseurs-élévateurs sont un type standard de transformateurs de distribution monophasés, avec des tensions primaires de 120, 240 ou 480 volts et secondaires généralement de 12, 16, 24, 32 ou 48 volts. Ils sont disponibles dans des tailles allant généralement de 50 ampères volts à 10 ampères kilovolts.

Un transformateur abaisseur-élévateur est la solution idéale pour modifier la tension de ligne par petites quantités. Les principaux avantages sont leur coût perdu, leur taille compacte et leur légèreté. Ils sont également plus efficaces et coûtent moins cher que les transformateurs d'isolement équivalents. Lorsqu'ils sont connectés en tant qu'autotransformateur, ils peuvent gérer des charges jusqu'à 20 fois supérieures à la valeur nominale de la plaque signalétique.

Lorsqu'un transformateur abaisseur-élévateur a les enroulements primaire et secondaire connectés, il devient un autotransformateur. Désormais, seuls les enroulements secondaires transforment la tension et le courant. La majorité de la charge KVA passe directement de l'alimentation à la charge. C'est pourquoi ils peuvent fournir une charge avec une valeur KVA supérieure à celle indiquée sur la plaque signalétique.

Ils sont idéaux pour les applications de contrôle d'éclairage basse tension. Ils sont conçus pour alimenter des circuits d'éclairage basse tension, des panneaux de contrôle ou d'autres systèmes nécessitant 12, 16, 24, 32 ou 48 volts. Ils conviennent également à l'éclairage paysager basse tension. Ils sont répertoriés UL pour le service extérieur et leur taille compacte en fait la solution idéale pour fournir de l'énergie aux applications d'éclairage d'accentuation.

Il existe deux types de base de transformateurs buck boost, les modèles à réglage automatique (actifs) ou passifs. Les types actifs surveillent les tensions entrantes et ajustent la tension sortante pour qu'elle se situe dans une plage acceptable. Cela se situe généralement entre 115 Vca et 225 Vca pour les systèmes d'alimentation sans coupure d'ordinateurs. Le système abaissera ou augmentera la tension s'il détecte une variation de la tension entrante.

Les transformateurs passifs sont utilisés pour les gros équipements où le montant est fixe. Ceci est couramment utilisé lorsque quelqu'un veut utiliser un équipement conçu pour l'alimentation européenne (220VAC à 230VAC) aux États-Unis, qui dispose à la fois d'un service 208V et 240V.

Les transformateurs passifs sont évalués en volt-ampères et sont évalués pour un pourcentage de chute ou d'augmentation de tension. Par exemple, un transformateur abaisseur-élévateur évalué à 10 % d'augmentation à 208 VAC augmentera la tension entrante de 210 VAC à 231 VAC. Une chute de 5 % à 240 VAC donnera le résultat de 233 VAC si la tension entrante réelle est de 245 VAC. Les valeurs nominales de 208 VAC pour l'alimentation triphasée de classe professionnelle et de 240 VAC pour l'alimentation électrique de classe résidentielle sont approximatives et varient de plusieurs volts en fonction de l'emplacement et même de l'heure de la journée et de la demande locale.

Les transformateurs Buck Boost n'ajustent que la tension, pas la fréquence ou les cycles de l'électricité, vous ne pouvez donc pas l'utiliser pour régler l'équipement qui nécessite 50 Hz aux États-Unis. Toutes les centrales électriques américaines utilisent des systèmes à 60 Hz. Certains équipements sont conçus pour fonctionner à 50 Hz ou 60 Hz et fonctionneraient bien.

La plupart des transformateurs passifs sont semi-câblés, où vous effectuez les dernières connexions internes pour que l'unité effectue la quantité de buck ou de boost nécessaire. Ils ont plusieurs prises sur les bobines primaire et secondaire pour obtenir cette flexibilité. Ils sont conçus pour des installations câblées (pas de prises) et permettent d'utiliser le même transformateur dans plusieurs applications différentes. Le même transformateur peut être recâblé pour augmenter ou diminuer de 5 %, 10 % ou 15 % pour les applications 208 VAC ou 240 VAC, selon le câblage final effectué par l'électricien.

Dans l'industrie du tannage (et pour une utilisation dans d'autres industries), il existe de nouveaux transformateurs fixes qui coûtent à peu près le même prix mais sont configurés différemment. Ils sont déjà précâblés, vous devez donc les acheter avec la quantité exacte de dollars ou de boost dont vous avez besoin pour votre application. Plutôt que d'être des unités câblées, elles ont des fiches et des prises qui rendent l'installation très rapide et facile. Cela élimine le besoin d'un électricien si vous pouvez déterminer votre tension d'entrée exacte. Pour les rendre encore plus faciles à utiliser, ils offrent une cote en ampères plutôt qu'en ampères volts, ce qui facilite l'adaptation du bon transformateur à la tâche. Ceux-ci sont utilisés presque exclusivement dans des applications légères à modérées qui nécessitent 240 VCA 40 ampères ou moins.

Tous les équipements 240 V n'ont pas besoin d'un transformateur pour abaisser ou augmenter la tension. Ces types de transformateurs sont utilisés lorsqu'un équipement électrique a une exigence électrique légèrement hors tolérance avec l'alimentation électrique entrante. Ceci est plus courant lors de l'utilisation d'un équipement 240V dans une entreprise avec un service 208V ou vice versa. Il est également courant pour les appareils électroniques fabriqués dans un pays différent de celui où ils sont utilisés.

Souvent, l'équipement sera évalué avec une plage de tension, telle que 220VAC à 230VAC, nécessitant un transformateur abaisseur-élévateur si la puissance entrante n'est pas dans la plage. Il est important que vous utilisiez des transformateurs abaisseurs-élévateurs dont la valeur nominale est égale ou supérieure à la charge nominale de l'équipement, sinon vous risquez d'endommager le transformateur et l'équipement.

Si un équipement a besoin d'un transformateur abaisseur-élévateur mais qu'il n'est pas utilisé, cela peut endommager l'équipement. Faire fonctionner l'équipement à une tension inférieure à la valeur nominale peut entraîner une augmentation de la charge d'ampérage, afin de répondre à la puissance totale requise de l'équipement. Cela peut entraîner des dommages, y compris la fonte des fils ou des pièces. Le fonctionnement à une tension trop élevée peut causer d'autres types de dommages. Le type de dommage qui peut survenir dépend du type d'équipement et de sa sensibilité aux tensions inappropriées, mais dans la plupart des cas, cela réduira au moins considérablement la durée de vie de l'équipement et le rendra plus susceptible de tomber en panne. Les transformateurs Buck-Boost sont un moyen économique de corriger ce problème potentiellement très grave. Chaque fois qu'un changement de tension de ligne dans la plage de 5 à 20 % est requis, un transformateur abaisseur-élévateur doit être considéré comme votre première ligne de défense.

Lorsque la quantité d'augmentation ou de baisse de la tension entrante est supérieure à 15% à 20%, cela dépasse généralement les limites de ce pour quoi un transformateur abaisseur-élévateur est conçu, et un transformateur de ligne est requis. Les transformateurs de ligne sont fondamentalement les mêmes, mais avec des points de prise différents pour fournir une augmentation ou une chute de tension plus importante, comme 240VAC à 120VAC.

Utilisation d'application du transformateur Buck-Boost :

• Une application typique est de 120 volts en entrée, 12 volts en sortie pour l'éclairage basse tension ou les circuits de commande. Dans la plupart des applications, ce transformateur basse tension est connecté sur le terrain en tant qu'autotransformateur.
• Une faible tension d'alimentation existe parce que l'équipement est installé à la fin du système de bus.
• Lorsque le système d'approvisionnement fonctionne à sa capacité de conception ou au-dessus.
• Lorsque la demande globale des consommateurs peut être si élevée, le service public réduit la tension d'alimentation du consommateur, provoquant une « baisse de tension ».

Ces transformateurs offrent une capacité et une flexibilité considérables dans les tailles de KVA et les combinaisons de tension d'entrée/sortie. Fondamentalement, vous pouvez obtenir 75 transformateurs différents dans un seul emballage pratique.

La question la plus courante sur les transformateurs Buck-Boost

1. En quoi un transformateur abaisseur-élévateur diffère-t-il d'un transformateur isolant ?

Un transformateur Buck-Boost est un transformateur de type isolant lorsqu'il est expédié de l'usine. Lorsqu'il est connecté sur le chantier, un fil conducteur sur le primaire est connecté à un fil conducteur sur le secondaire, modifiant ainsi les caractéristiques du transformateur en celles d'un autotransformateur. Les enroulements primaires et secondaires ne sont plus "isolés" et les enroulements secondaires ne sont plus "isolés" et sa capacité KVA est considérablement augmentée.

2. Quelle est la différence entre un transformateur abaisseur-élévateur et un autotransformateur ?

Lorsqu'un fil conducteur primaire et un fil conducteur secondaire de transformateur abaisseur-élévateur sont connectés ensemble électriquement, dans une connexion de compensation ou d'amplification de tension recommandée, le transformateur est un autotransformateur. Cependant, si l'interconnexion entre les enroulements primaire et secondaire n'est pas réalisée, l'unité est un transformateur de type isolant.

3. Pourquoi les transformateurs Buck-Boost ont-ils 4 enroulements ?

Pour les rendre polyvalents. Un quatre enroulements a 2 enroulements primaires et 2 enroulements secondaires et peut être connecté de huit manières différentes pour fournir une multitude de sorties de tension et de KVA.

4. Un transformateur abaisseur-élévateur stabilisera-t-il la tension ?

NON, la tension de sortie est fonction de la tension d'entrée. Si la tension d'entrée varie, la tension de sortie variera également du même pourcentage.

5. Existe-t-il des restrictions sur le type de charge pouvant être actionné à partir d'un transformateur abaisseur-élévateur ?

Il n'y a aucune restriction.

6. Pourquoi un transformateur abaisseur-élévateur peut-il faire fonctionner une charge KVA plusieurs fois supérieure à la valeur KVA indiquée sur sa plaque signalétique ?

Le transformateur a été auto-connecté de telle manière que la tension secondaire 22V est ajoutée à la tension primaire 208V, il produit une sortie 230V.

7. Les transformateurs abaisseurs-élévateurs peuvent-ils être utilisés sur des charges de moteur ?

Oui, monophasé ou triphasé.

8. Les transformateurs buck-boost peuvent-ils être utilisés sur des systèmes triphasés ainsi que sur des systèmes monophasés ?

Oui, une seule unité est utilisée pour abaisser ou augmenter la tension monophasée. Deux ou trois unités sont utilisées pour abaisser ou augmenter la tension triphasée. Le nombre d'unités à utiliser dans une installation triphasée dépend du nombre de fils de la ligne d'alimentation. Si l'alimentation triphasée est à 4 fils en Y, utilisez trois transformateurs abaisseur-élévateur. Si l'alimentation triphasée est à 3 fils en Y (neutre non disponible), utilisez deux transformateurs abaisseur-élévateur.

9. Les transformateurs abaisseurs-élévateurs doivent-ils être utilisés pour développer un circuit triphasé en Y à 4 fils à partir d'un circuit triphasé en triangle à 3 fils ?

Non, une connexion de transformateur abaisseur-élévateur triphasé en étoile ne doit être utilisée que sur une source d'alimentation à 4 fils. Une connexion triangle à étoile ne fournit pas une capacité de courant adéquate pour s'adapter aux courants déséquilibrés circulant dans le fil neutre du circuit à 3 fils.

10. Pourquoi les transformateurs abaisseurs-élévateurs sont-ils expédiés de l'usine en tant que transformateurs isolants et non pré-connectés en usine ?

Un transformateur abaisseur-élévateur à quatre enroulements peut être connecté de huit manières différentes pour fournir une multitude de combinaisons de tension et de sortie KVA. La bonne connexion du transformateur dépend de la tension d'alimentation de l'utilisateur, de la tension de charge et de la charge KVA. Il est plus faisable pour le fabricant d'expédier l'unité en tant que transformateur isolant et de permettre à l'utilisateur de le connecter sur le chantier conformément à la tension d'alimentation disponible et aux exigences de sa charge.

11. Les transformateurs abaisseurs-élévateurs sont-ils aussi silencieux que les transformateurs d'isolement standard ?

Oui, le transformateur d'isolement devrait être physiquement plus grand que les transformateurs abaisseurs-élévateurs, et les petits transformateurs sont plus silencieux que les plus grands.

12. Comment le coût d'un transformateur abaisseur-élévateur se compare-t-il à celui d'un transformateur isolant - tous deux capables de gérer la même charge ?

Les économies en dollars sont généralement supérieures à 75 % par rapport à l'utilisation d'un transformateur de distribution de type isolant pour la même application.

13. Quelle est la durée de vie d'un transformateur abaisseur-élévateur ?

C'est la même que l'espérance de vie des autres transformateurs de type sec.

Vous devez disposer des informations suivantes avant de sélectionner un transformateur abaisseur-élévateur :

• Tension secteur - La tension que vous souhaitez diminuer ou augmenter. Cela peut être trouvé en mesurant la tension de la ligne d'alimentation avec un voltmètre.
• Tension de charge - La tension à laquelle votre équipement est conçu pour fonctionner. Ceci est indiqué sur la plaque signalétique de l'équipement.
• Load KVA ou Load Amps - Vous n'avez pas besoin de connaître les deux - l'un ou l'autre est suffisant à des fins de sélection. Cela se trouve généralement sur la plaque signalétique de l'équipement.
• Fréquence - La fréquence de la ligne d'alimentation doit être la même que celle de l'équipement à faire fonctionner - soit monophasée ou triphasée.

Transformateurs automatiques

Applications de transformateur automatique

Les auto-transformateurs sont principalement utilisés pour augmenter ou réduire les tensions de ligne monophasées ou triphasées aux niveaux souhaités.

Construction de transformateur automatique

La construction est caractérisée par une seule bobine de fil de cuivre commune aux circuits primaire et secondaire, enroulée autour d'un noyau en acier au silicone. Alors que des parties théoriquement séparées de l'enroulement peuvent être utilisées pour l'entrée et la sortie, en pratique, la tension la plus élevée sera connectée aux extrémités de l'enroulement et la tension la plus basse d'une extrémité à une prise. Par exemple, un transformateur avec une prise au centre de l'enroulement peut être utilisé avec 230 volts sur tout l'enroulement et un équipement de 115 volts, ou inversé pour piloter un équipement de 230 volts à partir de 115 volts. Comme le même enroulement est utilisé pour l'entrée et la sortie, le flux dans le noyau est partiellement annulé et un noyau plus petit peut être utilisé. Pour des rapports de tension ne dépassant pas environ 3: 1, l'autotransformateur est moins cher, plus léger, plus petit et plus efficace qu'un véritable transformateur (à deux enroulements) de même puissance.

En exposant une partie des bobines d'enroulement et en réalisant la connexion secondaire à travers une brosse coulissante, un autotransformateur avec un rapport de tours variable presque en continu peut être obtenu, permettant de très petits incréments de tension.

Transformateurs automatiques vs transformateurs d'isolement

Physiquement plus petit et plus économique à l'achat, l'autotransformateur peut être une alternative intéressante à un transformateur d'isolement de même puissance nominale, dans les bonnes conditions.

La principale différence entre un autotransformateur et un transformateur d'isolement est la séparation des enroulements secondaires. Étant donné que l'autotransformateur utilise un seul enroulement de bobine pour l'entrée primaire et la sortie secondaire, tout bruit électrique, pointe de tension, creux ou toute autre condition indésirable passera sans contrôle. Les équipements susceptibles d'être endommagés par de mauvaises conditions de ligne ne seront pas protégés. Et le bruit et les harmoniques générés par les composants du côté secondaire seront autorisés à se transmettre sur la ligne d'alimentation principale. Étant donné que l'autotransformateur peut transmettre directement les perturbations de la ligne, les codes du bâtiment locaux peuvent interdire leur utilisation dans certaines zones. Les auto-transformateurs ne doivent pas non plus être utilisés dans des connexions en triangle fermé car ils introduiront dans le circuit un déphasage qui entraînera une consommation d'énergie plus élevée.

Les auto-transformateurs sont mieux utilisés dans les applications où la tension de ligne doit être adaptée à un équipement protégé. Un bon exemple serait une machine-outil fabriquée en Europe et conçue pour fonctionner sur 400V. Les entraînements et les commandes de la machine seraient protégés par des inducteurs ou des transformateurs déjà installés dans la machine-outil. Un transformateur d'isolement pourrait convertir une tension d'alimentation de 480 en 400 V, mais l'isolement supplémentaire serait redondant et coûteux. Un autotransformateur effectuerait la conversion de tension pour une fraction du coût du transformateur d'isolement, dans un boîtier qui serait environ deux tiers plus petit.

Transformateurs haute tension

Il existe de nombreux types de transformateurs de tension. Un transformateur haute tension fonctionne avec des tensions élevées.

Généralement, ces transformateurs de tension sont utilisés dans des applications de transmission de puissance, où les tensions sont suffisamment élevées pour présenter un danger pour la sécurité. Le transformateur haute tension est également utilisé dans le four à micro-ondes. On dit que les transformateurs haute tension sont le "muscle" des micro-ondes. Avec une entrée de 120 VAC (ou 240 VAC dans de nombreux modèles commerciaux) appliquée aux enroulements primaires, le transformateur haute tension augmente cette tension primaire à une très haute tension. Cette haute tension est ensuite amplifiée encore plus par l'action de doublement de tension du condensateur et de la diode.

Il n'y a pas de définition universellement acceptée pour un transformateur haute tension, bien que certaines normes industrielles spécifient diverses tensions minimales. Ces définitions sont généralement basées sur des considérations de sécurité ou sur la tension à laquelle l'arc se produira. Ce serait pratique si la haute tension était universellement acceptée pour commencer à un joli chiffre rond. Au lieu de cela, nous avons vu des tensions aussi basses que 5 V appelées haute tension. Selon la Bonneville Power Administration, pour être considérées comme haute tension, elles doivent être de 100 kV ou plus.

Les transformateurs haute tension sont conçus pour gérer des quantités élevées d'énergie électrique dans la plage de 600 à 5 000 volts, bien que des transformateurs de tension personnalisés soient également disponibles. Un type de transformateur de mesure, les transformateurs haute tension sont souvent utilisés pour la mesure et la protection dans les circuits haute tension et dans les applications industrielles et scientifiques électrostatiques. Parce qu'ils ont la capacité d'augmenter la tension primaire à une tension très élevée, ils sont souvent également appelés transformateurs de puissance.

En raison de la haute tension et de la fréquence qu'il doit gérer, un transformateur haute tension a une géométrie de noyau, des techniques d'enroulement et des méthodes d'isolation très différentes de celles des transformateurs ordinaires. Par exemple, des facteurs tels que les volts/tours du fil secondaire, la dissipation du matériau isolant et le niveau corona doivent être soigneusement pris en compte.

Transformateurs moyenne tension

Les transformateurs de tension sont utilisés pour mesurer la tension dans les circuits électriques. Leur rôle principal est de conditionner (abaisser) la tension à mesurer à des niveaux appropriés pour