Transformateurs électriques expliqués : fonctionnement, conception et applications industrielles

Bien que vous ayez peut-être vu un transformateur électrique – connaissez-vous chacune de ses pièces ? Outre l'alimentation de la majorité de vos équipements dans votre lieu de travail ou usine, il y a beaucoup plus à apprendre.

Par exemple, quand vous le comparez aux transformateurs conçus pour un usage domestique – ils sont complètement différents. Les énormes machines d'usine nécessitent beaucoup plus d'énergie, spécifiquement une haute tension. Généralement, elles auront besoin d'environ 10 000 à 30 000 volts.

Cependant, ce n'est pas tout sur les transformateurs. Dans cet article, nous vous aiderons à comprendre tout ce que vous devez savoir à leur sujet.

Qu'est-ce que c'est ?

En gros, un transformateur électrique transmet l'électricité d'un point à un autre, spécifiquement des hautes tensions vers des basses tensions et vice-versa.

De nos jours, ils sont conçus pour utiliser un courant alternatif (CA), ce qui implique qu'un changement de tension d'alimentation est affecté par le changement de courant. Cela signifie qu'une augmentation du courant augmentera la tension.

En somme, les transformateurs améliorent l'efficacité des systèmes d'alimentation et la sécurité en augmentant et diminuant les niveaux de tension quand nécessaire.

La structure d'un transformateur

Il y a trois parties cruciales d'un transformateur électrique – enroulement primaire, enroulement secondaire et un noyau magnétique.

L'enroulement principal est fixé à une source d'alimentation, d'où le flux magnétique est créé initialement. Les deux bobines et le noyau en acier sont isolés l'un de l'autre. Il peut aussi y avoir un conteneur dans le transformateur pour l'assemblage du noyau (aussi appelé cuve) et l'enroulement, des traversées appropriées pour sortir les bornes, un conservateur d'huile pour fournir de l'huile dans la cuve pour le refroidissement, etc.

Pour tout type de transformateur, le noyau est construit en empilant des feuilles d'acier laminées, assurant peu ou pas d'entrefer entre chaque feuille pour un chemin magnétique continu.

Comment ça fonctionne

L'électricité entre d'un côté par des fils enroulés plusieurs fois autour du transformateur et sort de l'autre côté. L'électricité qui entre produit un champ magnétique dans le transformateur, qui crée ensuite un champ électrique dans d'autres fils – emportant finalement la puissance hors du transformateur.

Mais dans le monde de la physique, un transformateur fonctionne en utilisant la loi de Faraday, ce qui implique que le nombre de spires dans les bobines suivantes est équivalent au rapport de tension des deux bobines.

Ainsi, si une tension moindre est nécessaire au transformateur, l'autre bobine (sortante) comporte moins de spires que la bobine principale (entrante).

Comment un transformateur devrait toujours fonctionner

Un transformateur idéal devrait avoir un courant d'excitation parfaitement sinusoïdal, un couplage parfait (inductance de fuite nulle), une excellente régulation de tension, zéro perte par courants de Foucault ou hystérésis, avec un fil assez épais pour résister à n'importe quel courant.

Cependant, la seule façon d'atteindre un tel transformateur est qu'il soit extrêmement lourd et grand. Donc, en matière de conception de transformateur, des compromis doivent être faits.

De plus, là où les hautes tensions sont concernées, l'isolation des conducteurs d'enroulement peut être un problème car ils sont fréquemment dans les transformateurs de distribution abaisseurs et élévateurs. Les enroulements doivent être bien isolés du noyau en fer et adéquatement isolés les uns des autres pour assurer l'isolement électrique entre les enroulements.

Une fois que vous remarquez que votre transformateur ne répond pas aux critères mentionnés ci-dessus, vous pourriez vouloir rechercher un service de rebobinage de transformateur de puissance pour détecter le problème et le résoudre. Après tout, c'est nécessaire si vous voulez que votre équipement fonctionne à une efficacité maximale en tout temps.

Que vous envisagiez un transformateur électrique ou une installation de générateur Cummins à Singapour, l'essentiel est de comprendre complètement l'équipement.

Dans ce cas, savoir comment votre transformateur fonctionne et ce qu'il est vraiment vous permettra de le connaître mieux. En retour, vous saurez quand est le bon moment pour obtenir un service, une mise à niveau ou un remplacement.