Transformateurs de réseau

Transformateur d’alimentation Définition

Un transformateur de réseau se compose essentiellement de deux ou plusieurs bobines ainsi que d’un noyau de fer commun. Les enroulements d’un transformateur sont généralement fabriqués à partir de fils de cuivre isolés et sont enroulés sur le noyau de fer. En général, les transformateurs de réseau sont utilisés dans des situations similaires à celles des autotransformateurs. Ils sont principalement utilisés lorsque le point neutre du système de haute tension et de basse tension doit être séparé. En outre, les transformateurs de réseau sont plus grands que les autotransformateurs, tant en termes de taille physique que de puissance (nominale).

Transformateur d’alimentation Fonction

Un transformateur d’alimentation est constitué d’un circuit magnétique, appelé noyau. Le noyau possède deux enroulements dans lesquels circule le courant, appelés enroulement primaire et enroulement secondaire. Lorsqu’une tension électrique alternative est appliquée à l’enroulement primaire, un courant alternatif commence à circuler dans l’enroulement primaire. Ce courant alternatif crée un champ magnétique dans l’enroulement, dont l’intensité et la fréquence varient avec la source de courant alternatif. Le flux magnétique du transformateur varie en fonction de la fréquence de la tension alternative. Les transformateurs de réseau sont généralement bobinés selon une séparation galvanique.
Le cuivre, à l’exception de l’argent, a la meilleure conductivité avec γ = 56, alors que l’aluminium n’a que γ = 36. L’aluminium suit donc avec un écart d’environ 35%. Ainsi, le cuivre est le meilleur métal et l’aluminium « seulement » le deuxième meilleur des matériaux conducteurs techniquement et économiquement utilisables pour l’énergie électrique. Tous les autres métaux ne peuvent pas être considérés comme des conducteurs de courant, et les alliages ont généralement une conductivité nettement inférieure à celle des métaux purs. L’argent ou l’or sont totalement exclus en raison de leur prix élevé.

Transformateur d’alimentation Structure

Un transformateur est essentiellement composé de deux ou plusieurs bobines ainsi que d’un noyau de fer commun. Les enroulements d’un transformateur sont généralement fabriqués à partir de fils de cuivre isolés et sont enroulés sur le noyau de fer. La tension d’entrée est appliquée à l’enroulement primaire du transformateur. C’est pourquoi la bobine sur l’enroulement primaire est souvent appelée bobine primaire. La tension d’entrée est appliquée à la bobine primaire. La tension alternative de la bobine primaire crée un champ magnétique alternatif en raison de l’inductance. Le flux magnétique traverse la bobine secondaire à l’aide du noyau de fer. La tension de sortie peut donc être prélevée sur le secondaire du transformateur. En fonction du côté primaire, la bobine est appelée secondaire. Le rapport d’enroulement des bobines primaire et secondaire définit si la tension de sortie est inférieure ou supérieure à la tension d’entrée. Si le nombre de spires de la bobine secondaire est supérieur à celui de la bobine primaire, la tension de sortie est supérieure à la tension d’entrée. Cependant, si le nombre de spires de la bobine secondaire est inférieur, la tension de sortie est inférieure à la tension d’entrée. Si les deux bobines possèdent le même nombre de spires entourées de fil, la tension de sortie est égale à la tension d’entrée. Un transformateur de réseau fonctionne principalement avec une tension alternative. Le facteur décisif pour la variation de la puissance ou de la tension ou de l’intensité est le rapport entre le nombre de spires. N1/N2. Il est important de noter que le transformateur peut alors augmenter ou diminuer soit la tension, soit l’intensité du courant. La contrepartie respective diminuera ou augmentera alors dans la même mesure.
La technique de fabrication du noyau et la qualité utilisée pour le noyau du transformateur (noyau de fer) ont un impact sur le circuit magnétique. Le circuit magnétique d’un transformateur (champ magnétique) devrait idéalement générer de faibles pertes par courants de Foucault et avoir de faibles pertes par inversion magnétique (pertes par hystérésis). Un autre aspect concerne les résistances dans l’enroulement d’un transformateur. Seuls des enroulements par couches et ordonnés sur la bobine primaire et la bobine secondaire et le meilleur métal d’enroulement permettent de réduire les pertes d’enroulement. Le nombre de spires sur la bobine permet de contrôler la tension. L’intensité du courant détermine le diamètre du métal d’enroulement.
La puissance de construction d’un transformateur est exprimée en VA ou en kVA (VA est le nom de Voltampère et représente l’unité de mesure de la puissance électrique apparente, kVA est le nom de Kilovoltampère).

Utilisation de transformateurs de réseau

Les transformateurs de réseau sont utilisés dans des situations similaires à celles des autotransformateurs. En outre, les transformateurs de réseau sont utilisés dans la distribution d’énergie, dans diverses installations industrielles ainsi que dans les chemins de fer.