- Types de transformateurs basés sur le niveau de tension
- 1. Transformateur abaisseur
- 2. Transformateur élévateur
- 3. Transformateur d'isolement
- Types de transformateurs basés sur le matériau du noyau
- 1. Transformateur à noyau de fer
- 2. Transformateur à noyau de ferrite
- 3. Transformateur à noyau toroïdal
- 4. Transformateur Air Core
- Types de transformateurs basés sur la disposition des enroulements
- Types de transformateurs basés sur l'utilisation
- 1. Transformateurs utilisés dans le domaine Power
- 2. Le transformateur utilisé dans le domaine de l'électronique
Un transformateur est un appareil largement utilisé dans le domaine électrique et électronique. C'est un appareil électromagnétique qui suit le principe de base de l'électromagnétisme découvert par Michael Faraday. Nous avons abordé en détail la construction et le fonctionnement des transformateurs dans le didacticiel précédent. Nous couvrirons ici différents types de transformateurs utilisés dans différents types d'applications. Cependant, tous les types de transformateurs suivent les mêmes principes mais leur méthode de construction est différente. Et avec un peu d'effort, vous pouvez également construire votre propre transformateur, mais lors de la construction du transformateur, il faut toujours suivre les techniques de protection du transformateur.
Types de transformateurs basés sur le niveau de tension
Un transformateur peut avoir plusieurs types de construction. Le transformateur n'a aucune connexion électrique d'un côté à l'autre; encore, les deux bobines électriquement indépendantes peuvent conduire l'électricité par flux électromagnétique. Un transformateur peut avoir plusieurs bobines ou enroulements sur le côté primaire ainsi que sur le côté secondaire. Dans plusieurs cas, plusieurs côtés primaires, où deux bobines sont connectées en série, souvent appelés taraudés au centre. Cette condition de taraudage central peut également être observée du côté secondaire.
Les transformateurs peuvent être construits de manière à pouvoir convertir le niveau de tension du côté primaire en côté secondaire. En fonction du niveau de tension, le transformateur a trois catégories. Transformateur Step Down, Step Up et Isolation. Pour le transformateur d'isolement, le niveau de tension est le même pour les deux côtés.
1. Transformateur abaisseur
Step down Transformer est utilisé à la fois dans le domaine électronique et électrique. Un transformateur abaisseur convertit le niveau de tension primaire en une tension inférieure aux bornes de la sortie secondaire. Ceci est réalisé par le rapport des enroulements primaire et secondaire. Pour les transformateurs abaisseur, le nombre d'enroulements est plus élevé du côté primaire que du côté secondaire. Par conséquent, le rapport d' enroulement global du primaire et du secondaire reste toujours supérieur à 1.
En électronique, de nombreuses applications fonctionnent sur 5V, 6V, 9V, 12V, 24V ou dans certains cas 48V. Pour convertir la tension de la prise d'alimentation monophasée 230 V CA au niveau de basse tension souhaité, des transformateurs abaisseur sont nécessaires. Dans l'instrumentation ainsi que dans de nombreux types d'équipements électriques, le transformateur abaisseur est la principale exigence pour la section Power. Ils sont également utilisés dans les adaptateurs secteur et les circuits de chargeur de téléphone portable.
En électricité, les transformateurs abaisseur sont utilisés dans le système de distribution électrique qui fonctionne à très haute tension pour assurer une faible perte et une solution rentable pour les besoins de fourniture d'énergie longue distance. Pour convertir la haute tension en une ligne d'alimentation basse tension, un transformateur abaisseur est utilisé.
2. Transformateur élévateur
Le transformateur élévateur est exactement à l'opposé du transformateur abaisseur. Le transformateur élévateur augmente la basse tension primaire à une tension secondaire élevée. Là encore, il est obtenu par le rapport du rapport des enroulements primaire et secondaire. Pour le transformateur élévateur, le rapport de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire reste inférieur à 1. Cela signifie que le nombre de tours dans l'enroulement secondaire est supérieur à celui de l'enroulement primaire.
En électronique, les transformateurs élévateurs sont souvent utilisés dans les stabilisateurs, les onduleurs, etc. où la basse tension est convertie en une tension beaucoup plus élevée.
Un transformateur élévateur est également utilisé dans la distribution d'énergie électrique. Une haute tension est requise pour les applications liées à la distribution électrique. Un transformateur élévateur est utilisé dans le réseau pour augmenter le niveau de tension avant la distribution.
3. Transformateur d'isolement
Le transformateur d'isolement ne convertit aucun niveau de tension. La tension primaire et la tension secondaire d'un transformateur d'isolement restent toujours les mêmes. En effet, le rapport des enroulements primaire et secondaire est toujours égal à 1. Cela signifie que le nombre de tours dans les enroulements primaire et secondaire est le même dans le transformateur d'isolement.
Le transformateur d'isolement est utilisé pour isoler le primaire et le secondaire. Comme discuté précédemment, le transformateur n'a pas de connexions électriques entre le primaire et le secondaire, il est également utilisé comme barrière d'isolement où la conduction se produit uniquement avec le flux magnétique. Il est utilisé à des fins de sécurité et pour annuler le transfert de bruit du primaire au secondaire ou vice-versa.
Types de transformateurs basés sur le matériau du noyau
Le transformateur transfère l'énergie en conduisant le flux électromagnétique à travers un matériau central. Différents matériaux de noyau produisent une densité de flux différente. En fonction des matériaux de base, plusieurs types de transformateurs sont utilisés dans le domaine de l'énergie et de l'électronique.
1. Transformateur à noyau de fer
Le transformateur à noyau de fer utilise plusieurs plaques de fer doux comme matériau de base. En raison des excellentes propriétés magnétiques du fer, la liaison de flux du transformateur à noyau de fer est très élevée. Ainsi, l'efficacité du transformateur à noyau de fer est également élevée.
Les plaques de noyau en fer doux peuvent être disponibles en plusieurs formes et tailles. Les bobines de la plaie primaire et secondaire ou enroulées sur un formeur de bobine. Après cela, le formeur de bobine est monté dans des plaques de noyau en fer doux. En fonction de la taille et des formes du noyau, un type différent de plaques de noyau est disponible sur le marché. Peu de formes courantes sont E, I, U, L, etc. Les plaques de fer sont minces et plusieurs plaques sont regroupées pour former le noyau réel. Par exemple, les noyaux de type E sont fabriqués avec des plaques minces avec un aspect de la lettre E.
Les transformateurs à noyau de fer sont largement utilisés et généralement plus lourds en poids et en forme.
2. Transformateur à noyau de ferrite
Un transformateur à noyau de ferrite utilise un noyau de ferrite en raison de sa perméabilité magnétique élevée. Ce type de transformateur offre de très faibles pertes dans l'application haute fréquence. Pour cette raison, les transformateurs à noyau de ferrite sont utilisés dans les applications haute fréquence telles que l'alimentation à découpage (SMPS), les applications liées aux RF, etc.
Les transformateurs à noyau en ferrite offrent également un type différent de formes et de tailles en fonction des exigences de l'application. Il est principalement utilisé dans l'électronique plutôt que dans les applications électriques. La forme la plus courante dans le transformateur à noyau de ferrite est le noyau E.
3. Transformateur à noyau toroïdal
Le transformateur à noyau toroïdal utilise un matériau de noyau en forme de tore, tel qu'un noyau de fer ou un noyau de ferrite. Les tores sont des matériaux de noyau en forme d'anneau ou de beignet et largement utilisés pour des performances électriques supérieures. En raison de la forme de l'anneau, l'inductance de fuite est très faible et offre une inductance et des facteurs Q. Les enroulements sont relativement courts et le poids est bien inférieur à celui des transformateurs traditionnels de même valeur.
4. Transformateur Air Core
Le transformateur Air Core n'utilise aucun noyau magnétique physique comme matériau de base. La liaison de flux du transformateur à noyau d'air est entièrement réalisée à l'aide de l'air.
Dans le transformateur à noyau d'air, la bobine primaire est alimentée en courant alternatif qui produit un champ électromagnétique autour d'elle. Lorsqu'une bobine secondaire est placée à l'intérieur du champ magnétique, selon la loi d'induction de Faraday, la bobine secondaire est induite avec un champ magnétique qui est en outre utilisé pour alimenter la charge.
Cependant, le transformateur à noyau d'air produit une faible inductance mutuelle par rapport au matériau du noyau physique tel que le noyau de fer ou de ferrite.
Il est utilisé dans l'électronique portable ainsi que dans les applications liées aux radiofréquences. En raison de l'absence de matériau de base physique, il est très léger en termes de poids. Transformateur à noyau d'air correctement réglé également utilisé dans les solutions de charge sans fil, où les enroulements primaires sont construits à l'intérieur du chargeur et les enroulements secondaires sont situés à l'intérieur de l'appareil ciblé.
Types de transformateurs basés sur la disposition des enroulements
Le transformateur peut être classé en utilisant des ordres d'enroulement. L'un des types populaires est les transformateurs à enroulement automatique.
Transformateur d'enroulement automatique
Jusqu'à présent, les enroulements primaire et secondaire sont fixes, mais dans le cas d'un transformateur à enroulement automatique, les bobines primaire et secondaire peuvent être connectées en série et le nœud central est mobile. En fonction de la position de prise centrale, la tension secondaire peut être modifiée.
L'auto n'est pas la forme courte d'Automatique; il s'agit plutôt de notifier le self ou le single coil. Cette bobine forme un rapport qui se compose de deux parties, primaire et secondaire. La position du nœud de prise central détermine le rapport primaire et secondaire faisant ainsi varier la tension de sortie.
L'utilisation la plus courante est le V ARIAC, un instrument permettant de produire du courant alternatif variable à partir d'une entrée AC fixe. Il est également utilisé dans les applications liées à la transmission et à la distribution d'énergie où les lignes à haute tension doivent être changées fréquemment.
Types de transformateurs basés sur l'utilisation
Il existe plusieurs types de transformateurs également disponibles qui fonctionnent dans un domaine spécifique. Secteurs électroniques et électriques, plusieurs transformateurs dédiés sont utilisés comme transformateur abaisseur ou élévateur en fonction de l'application de l'application. Ainsi, les transformateurs peuvent être classés comme ci-dessous en fonction de leur utilisation:
1. Domaine de puissance
- Transformateur de puissance
- Transformateur de mesure
- Transformateur de distribution
2. Domaine électronique
- Transformateur d'impulsions
- Transformateur de sortie audio
1. Transformateurs utilisés dans le domaine Power
En électricité, le domaine Power traite de la production, de la mesure et de la distribution d'électricité. Cependant, il s'agit d'un domaine très vaste où les transformateurs sont un élément essentiel pour permettre une conversion d'énergie sûre et une fourniture d'énergie réussie au poste et aux utilisateurs finaux.
Les transformateurs qui sont utilisés dans le domaine de la puissance peuvent être à la fois extérieurs et intérieurs mais principalement extérieurs.
(a) Transformateur de puissance
Les transformateurs de puissance sont de plus grande taille et utilisés pour transférer l'énergie vers la sous-station ou le réseau public d'électricité. Ce transformateur agit comme un pont entre le groupe électrogène et le réseau de distribution primaire. En fonction de la puissance nominale et des spécifications, les transformateurs de puissance peuvent être classés en trois catégories: petit transformateur de puissance, transformateurs de puissance moyenne et grands transformateurs de puissance. La valeur nominale peut être supérieure à 30KVA pour le 500-700KVA ou dans certains cas, elle peut être égale ou supérieure à 7000KVA pour un petit transformateur de puissance nominale. Le transformateur de puissance nominale moyenne peut atteindre 50 à 100 MVA, tandis que les gros transformateurs de puissance nominale sont capables de gérer plus de 100 MVA.
En raison de la production d'énergie très élevée, la construction d'un transformateur de puissance est également critique. La construction comprend des périphériques isolants solides et un système de refroidissement bien équilibré. Les transformateurs de puissance les plus courants sont remplis d'huiles.
Le principe principal du transformateur de puissance est de convertir le courant élevé basse tension en courant bas haute tension. Ceci est nécessaire pour minimiser la perte de puissance dans le système de distribution électrique.
Un autre paramètre important pour le transformateur de puissance est la disponibilité de phase. Généralement, les transformateurs de puissance fonctionnent dans un système triphasé, mais dans certains cas, de petits transformateurs de puissance monophasés sont également utilisés. Les transformateurs de puissance triphasés sont les plus coûteux et les plus efficaces que les transformateurs de puissance monophasés.
(b) Transformateur de mesure
Le transformateur de mesure est souvent appelé transformateur d'instrument. Il s'agit d'un autre instrument de mesure couramment utilisé dans le domaine de la puissance. Un transformateur de mesure est utilisé pour isoler l'alimentation principale et convertir le courant et la tension dans un rapport inférieur à sa sortie secondaire. En mesurant la sortie, la phase, le courant et la tension de la ligne électrique réelle peuvent être mesurés.
L'image ci-dessus montre la construction du transformateur de courant.
(c) Transformateur de distribution
Ceci est utilisé dans la dernière phase du système de distribution d'énergie. Les transformateurs de distribution sont des transformateurs abaisseur, qui convertissent la haute tension du réseau en tension requise par le client final, 110V ou 230V. Il peut également être monophasé ou triphasé.
Les transformateurs de distribution peuvent être de forme plus petite ou plus grande, selon la capacité de conversion ou les valeurs nominales.
Les transformateurs de distribution peuvent être classés en fonction du type d'isolation qu'ils utilisent. Il peut être de type sec ou immergé dans un liquide. Il est fabriqué à l'aide de plaques en acier laminé principalement construites en forme de C comme matériau de base.
Le transformateur de distribution a également un type de classification différent en fonction de l'emplacement où il est utilisé. Le transformateur peut être monté sur un poteau de service public, si c'est le cas, il est appelé transformateurs de distribution montés sur poteau. Il peut être placé à l'intérieur d'une chambre souterraine, monté sur un socle en béton (transformateur de distribution monté sur socle) ou à l'intérieur d'une boîte en acier fermée.
En général, les transformateurs de distribution ont une puissance inférieure à 200 kVA.
2. Le transformateur utilisé dans le domaine de l'électronique
Dans l'électronique, divers petits transformateurs miniatures sont utilisés qui peuvent être montés sur PCB ou peuvent être fixés à l'intérieur du petit boîtier du produit.
(a) Transformateur d'impulsions
Les transformateurs d'impulsions sont l'un des transformateurs montés sur PCB les plus utilisés qui produisent des impulsions électriques à amplitude constante. Il est utilisé dans divers circuits numériques où la génération d'impulsions est nécessaire dans un environnement isolé. Par conséquent, les transformateurs d'impulsions isolent le primaire et le secondaire et distribuent des impulsions primaires au circuit secondaire, souvent des portes logiques numériques ou des pilotes.
Les transformateurs d'impulsions correctement construits doivent nécessiter une isolation galvanique appropriée ainsi qu'une petite fuite et une capacité parasite.
(b) Transformateur de sortie audio
Audio Transformer est un autre transformateur couramment utilisé dans le domaine de l'électronique. Il est spécialement utilisé dans les applications audio où l'adaptation d'impédance est requise. Le transformateur audio équilibre le circuit de l'amplificateur et les charges, généralement un haut-parleur. Le transformateur audio peut avoir plusieurs bobines primaires et secondaires, séparées ou à prise centrale.
Nous avons donc couvert divers types de transformateurs, à part cela, il existe d'autres transformateurs à usage spécial, mais ils sont hors du champ de cet article.