À quoi sert un transformateur : caractéristiques, principe de fonctionnement et application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Pour commencer, voyons à quoi sert un transformateur et à quoi il sert. Il s'agit d'une machine électrique conçue pour modifier la tension. Ils sont différents selon le but. Il existe des transformateurs de courant, de tension, d'adaptation, de soudage, de puissance, de mesure. Chacun a des tâches différentes, mais ils sont sans équivoque unis par le principe d'action. Tous les transformateurs fonctionnent en courant alternatif. Il n'y a pas de tels dispositifs CC. Ils ont tous des enroulements primaire et secondaire.

Qu'appelle-t-on le primaire et qu'appelle-t-on le secondaire ?

Le primaire est celui auquel vient la tension, et le secondaire est celui dont il est retiré. Supposons que nous ayons un transformateur qui convertit 220 V AC en 12 V. Dans ce cas, l'enroulement primaire est celui qui est de 220 V. Mais les transformateurs peuvent non seulement abaisser, mais aussi augmenter la tension. AlorsAinsi, en connectant 12 V AC à l'enroulement secondaire indiqué précédemment, nous pouvons supprimer 220 V du primaire. Ainsi, ils changent de place.

Dans certains cas, il peut y avoir plusieurs enroulements secondaires. Par exemple, dans les anciens téléviseurs, il y avait des appareils avec un enroulement primaire et de nombreux secondaires, dont la tension variait de 3,3 à 90 V. Dans tous les cas, le transformateur sert à convertir les tensions et les courants en valeurs optimales.

La loi de la conservation de l'énergie

Il faut comprendre que cet appareil ne prend pas d'énergie de nulle part. Prenons par exemple un transformateur avec une tension primaire de 220 V et un courant de 5 A. Cela signifie que sa puissance est de 1100 watts. De l'enroulement secondaire à 22 V, nous pouvons retirer un courant ne dépassant pas 50 A. En convertissant en watts, nous obtenons les mêmes 1100 watts. Nous ne retirerons pas plus de puissance de l'enroulement secondaire. Si vous essayez de le faire, l'appareil échouera tout simplement. Ainsi, il devient clair à quoi sert le transformateur. Pour convertir la tension AC en DC. Ensuite, nous vous en dirons plus sur chaque type de ces appareils.

Transformateurs d'instruments

De tels dispositifs sont utilisés pour réduire les valeurs à des valeurs acceptables pour les appareils de mesure. Ils sont utilisés en instrumentation. Vous pouvez également trouver de tels dispositifs dans la technologie des microprocesseurs. Là, ils fonctionnent comme un capteur qui envoie des signaux de différents niveaux à la carte, en fonction de laquelle cette dernière "prend une décision" sur le fonctionnement ultérieur.appareil.

Ils sont généralement très précis et ne sont pas destinés à un usage grand public. Des exemples d'utilisation des transformateurs d'instruments sont les dispositifs suivants pour convertir le courant et la tension. Nous essaierons d'expliquer leur but avec autant de détails que possible.

Transformateurs de courant

À quoi servent ces appareils ? Ils sont conçus pour réduire la quantité de courant à un équipement de mesure acceptable. En fait, ce sont des équipements intermédiaires entre les conducteurs, dont il faut prendre la valeur de la valeur, et le mécanisme de mesure. De tels transformateurs sont utilisés, comme déjà mentionné, dans les instruments de mesure, les équipements de protection et l'automatisation. Ils sont connectés de cette manière: l'enroulement primaire a plusieurs tours et est connecté en série avec la charge, et l'enroulement secondaire est connecté à la résistance minimale possible de l'équipement de protection ou de mesure.

Généralement, ces transformateurs sont fournis avec l'équipement lui-même, car de légères modifications de la résistance de charge affecteront la précision de la mesure et l'équipement de protection ne fonctionnera pas correctement. La caractéristique de conception et la méthode de connexion de tels appareils rendent impossible l'alimentation du consommateur.

Transformateurs de tension

Ce type d'appareil n'est pas utilisé pour alimenter les consommateurs, mais est nécessaire pour créer une isolation galvanique entre les parties haute et basse tension. La méthode de fabrication n'est riendifférent des types d'alimentation des appareils portant le même nom. Il y a encore des enroulements primaire et secondaire, la section du fil est plutôt faible, ce qui ne permet pas de l'utiliser pour alimenter des consommateurs.

Par exemple, prenez un kilovoltmètre. Le fait est qu'il est trop coûteux de construire un appareil qui tiendrait une haute tension. Un transformateur de tension est donc installé entre les sondes de mesure, qui prennent la valeur des grandeurs, et l'appareil. Il convertit les valeurs élevées en valeurs acceptables par le mécanisme de mesure (environ 100 V). Cette mesure vous permet de ne pas apporter de modifications au mécanisme de mesure. Dans une certaine mesure, ce schéma de connexion vous permet de protéger l'électricien qui prend les mesures.

Ils sont également utilisés pour l'installation dans divers systèmes de contrôle et de protection automatisés. Vous savez maintenant à quoi servent les transformateurs de tension. Passons au type suivant - les appareils de soudage du même nom.

Transformateurs de puissance

Ce sont des appareils plus puissants que beaucoup d'entre vous ont vus. Ensuite, nous décrirons en détail à quoi servent les transformateurs de puissance. Ils sont nécessaires pour augmenter / diminuer la tension par induction électromagnétique à la valeur dont le consommateur a besoin. Dans le cas de ces appareils, le mot "consommateur" fait référence aux usines et aux bâtiments résidentiels.

L'exemple le plus frappant sont les appareils qui abaissent 6 (10) kV à un 380 V acceptable, qui alimentent déjà une seule phase en combinaison avec la ligne médianenos maisons ont besoin de 220 V. Et un exemple d'un tel transformateur élévateur peut être trouvé dans le micro-ondes, où l'un des réseaux 220 V rend le magnétron 2 kV nécessaire au fonctionnement. Les unités haute tension (supérieures à 1000 V) sont presque toujours triphasées et sont classées en unités refroidies à l'huile ou à l'air, ainsi qu'en modification climatique et en tension d'enroulement primaire.

Une caractéristique des transformateurs triphasés est que, selon l'inclusion des enroulements (étoile-triangle), vous pouvez modifier la tension de fonctionnement de 1,73 fois. Supposons que cet appareil, connecté par un triangle 6 kV, puisse fonctionner sur un réseau 10 kV, à moins bien entendu que le constructeur n'ait prévu cette possibilité côté isolation. Il existe des transformateurs, comme mentionné ci-dessus, triphasés et monophasés. Les appareils sont conçus pour fonctionner avec différentes capacités en fonction des besoins du consommateur.

Les transformateurs monophasés, qui étaient auparavant utilisés comme alimentations, sont maintenant activement remplacés par divers convertisseurs électroniques, qui ont une plus grande efficacité, moins de poids et de dimensions. En outre, les dispositifs de puissance peuvent être divisés en fonction du type d'exécution du circuit magnétique en tige et armure.

Un transformateur avec un circuit magnétique à noyau est conçu de manière à ce que 2 bobines soient installées sur une pièce en forme de U et qu'une culasse soit fermée sur le dessus. L'avantage est que les éléments ne se touchent pas réellement.

Dans le circuit magnétique blindé, la bobine est installée sur la partie en forme de W. La section sur laquelle se trouvent les conducteurs est généralement enroulée en premiercomme primaire, puis, à travers un séparateur résistant à la chaleur, comme secondaire. L'avantage est la protection mécanique renforcée des bobinages.

Il existe également des noyaux toroïdaux, mais ils sont constitués d'anneaux de ferrite, car il n'est pas rentable de construire une telle structure à partir d'un circuit magnétique feuilleté. Ces unités sont généralement utilisées en électronique et fonctionnent à des fréquences élevées.

Transformateurs de soudage

À quoi servent ces appareils ? En fait, ce sont des unités indépendantes. Autrement dit, un transformateur de soudage n'est pas un harnais qui assure le fonctionnement de n'importe quel appareil, mais c'est lui-même un appareil à part entière. Le but d'un tel appareil est d'abaisser la tension du secteur à un niveau relativement bas, environ 50-60 V, et de fournir un courant important.

À cette tension, un arc assez court éclate, mais un courant vraiment énorme lui fournit beaucoup de puissance. Grâce au dernier paramètre, le métal est soudé ou coupé.

Ces transformateurs, en règle générale, ont un réglage de courant. Cela est nécessaire pour changer le diamètre et le type de l'électrode de soudage. Certes, les transformateurs de soudage à usage domestique sont de plus en plus remplacés par des onduleurs. Ce qui n'est pas surprenant, car l'efficacité du convertisseur de soudage est plus faible. Il fait chuter fortement la tension secteur, consomme des courants importants sur l'enroulement primaire, a un poids important, une faible mobilité et chauffe beaucoup par rapport aux appareils de type onduleur.

Vous savez maintenant comment fonctionne un transformateur de soudage et à quoi il sert.

Coordinateur

Ce type de transformateur est utilisé dans divers circuits à plusieurs étages pour faire correspondre la résistance entre les différentes parties du circuit. Vous pouvez le trouver dans un amplificateur audio à tube. Habituellement, dans de tels appareils, c'est un jour de congé.

Alors, à quoi sert le transformateur d'adaptation de charge ? Par exemple, la tension de fonctionnement des lampes de l'amplificateur de fréquence audio est de 70 à 90 V, mais le courant est faible. Une telle tension ne peut pas être appliquée aux haut-parleurs, ce qui signifie qu'elle est abaissée à une tension acceptable et, par conséquent, le courant augmente.

Le but d'un tel transformateur est d'abaisser la tension ou de l'augmenter à la valeur requise par un nœud particulier de l'appareil.

Conclusion

Tous les appareils de conversion de courant et de tension sont unis par le principe de fonctionnement. Paramètres clés à prendre en compte lors de l'achat: tension primaire, enroulement secondaire, fréquence, facteur de puissance et, par conséquent, puissance et courant de sortie.

Dans la vie de tous les jours, cet appareil n'est presque jamais utilisé. Après tout, le transformateur de soudage a remplacé l'onduleur et ses analogues dans les alimentations ont déjà remplacé les convertisseurs de tension électroniques. Cela est dû au fait que les appareils ont généralement beaucoup de poids par rapport aux appareils électroniques et qu'ils ne sont pas non plus économiquement avantageux en raison de la forte consommation de métaux non ferreux lors de la production et des réparations coûteuses. Restera bientôt dansproduire uniquement des sous-stations de transformation, mais uniquement dans les endroits où il ne sera pas possible de les remplacer par des composants électroniques.

Dans cet article, nous avons essayé d'expliquer à quoi servent les transformateurs et parlé un peu de leurs principaux types.