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Fonctionnement des transformateurs

Transformateur
 

1 - Rôle du transformateur

Le transformateur permet d’élever ou d’abaisser une tension sinusoïdale. Il est utilisé par exemple pour alimenter des circuits de commande en très basse tension (TBT) : 24 Volts.

Le transformateur fonctionne uniquement en courant alternatif.

2 - Fonctionnement du transformateur

Fonctionnement du transformateur

Le transformateur est composé (Fig. A) :

  • D’un enroulement primaire.
  • D’un enroulement secondaire.
  • D’un noyau magnétique constitué de tôles en fer doux. Les tôles sont isolées les unes des autres pour réduire les pertes du aux *courants de Foucault.

Dans le cas d’un transformateur abaisseur de tension, le bobinage primaire comporte plus de spires que le bobinage secondaire.

Lorsqu’une tension sinusoïdale est appliquée aux bornes du bobinage primaire, il se crée un champ magnétique dans le noyau magnétique qui le canalise. Ce champ magnétique produit à son tour une tension sinusoïdale induite. Puisque le nombre de spires du bobinage secondaire est moins important, la tension de sortie sera plus faible que celle d’entrée.

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Principe des courants de foucault

*Courant de Foucault (Fig. B) : Phénomène utilisé dans le freinage des masses métalliques en mouvement (freinage des bus). Lorsqu’une pièce métallique se déplace dans un champ magnétique, il se produit des courants induits appelés courant de Foucault. L’effet de ces courants induits s’oppose à la cause qui leur donne naissance « la rotation ». (Loi de Lenz)

3 - Puissance du transformateur

La puissance d’un transformateur s’exprime en VA (Volt Ampère) ou KVA (Kilo Volt Ampère).

Exemple :

Dans une installation électrique on utilise un transformateur de 380V/24V de 150VA.

 

Intensité admissible au primaire :

P = U * I

P : Puissanc VA (Volt Ampère)

U : Tension V (Volt)

I : Intensité A (Ampère)

 

I = P/U

I = 150/380

I = 0.40 A

On protégera le bobinage primaire par des fusibles à fusion lente de type aM de 0.5A

Intensité admissible au secondaire :

I = P/U

I = 150/24

I = 6.25 A

On protégera le bobinage primaire par des fusibles à fusion rapide de type gF ou gL de 8A

4 - Les différents transformateurs

Autotransformateur

Autotransformateur (Fig. C) : Ces transformateurs peuvent produire une très basse tension, mais ce n’est pas une tension de sécurité. Les circuits primaires et secondaires ne disposent pas d’une isolation galvanique. La tension délivrée par l’autotransformateur sera appelée très basse tension fonctionnelle (TBTF)

Les avantages de l’autotransformateur par rapport aux transformateurs à 2 enroulements sont :

  • Le prix.
  • La taille. (A puissance égale, il est moins encombrant)
  • Le rendement est plus élevé.

L’inconvénient est que la tension du circuit secondaire peut être égale à la tension du circuit primaire en cas de défaut. Il y a donc un danger, ce n’est pas un transformateur de sécurité.

Transformateur de separation

Transformateur de séparation (Fig. D) : Les enroulements primaires et secondaires sont séparés. Ces transformateurs peuvent abaisser la tension primaire en très basse tension de protection (TBTP). Le neutre du transformateur est relié à la terre comme en régime IT. Cela permet d’éviter une marche intempestive au 2ème défaut. En effet, au 1er défaut, la protection de court-circuit (F2) sur le secondaire du transformateur se déclenche.

L’inconvénient est que le potentiel de la terre peut être élevé à une valeur dangereuse en cas de défaut sur une autre installation.

Transformateur de sécurité

Transformateur de sécurité (Fig. E) :  Les enroulements sont séparés et isolés entre eux. Les enroulements sont également isolés des masses de façon sûre.  Ces transformateurs abaissent la tension primaire en très basse tension de sécurité (TBTS).

C’est le type de transformateur qui est le plus sécurisant. Il est utilisé pour alimenter les appareils situés dans les locaux humides.

L’inconvénient est que l’installation est de faible étendue voir d’un seul appareil.

 

5 - Contrôler un transformateur

Le contrôle s’effectue transformateur déconnecté.

Test transformateur : continuité des bobinages
 

Contrôler à l’aide de l’ohmmètre la continuité des bobinages Fig. E.

 
Test transformateur : isolation enroulements / masse
 

Contrôler l’isolement à l’aide d’un mégohmmètre entre les bobinages et la masse Fig. G.

 

Fonctionnement et test du transformateur

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