Guide complet des types de transformateurs électriques et de leurs principes de fonctionnement
Les transformateurs peuvent être classés en plusieurs catégories selon leur but, leur structure et d'autres caractéristiques :
Selon le but :
Transformateur élévateur : Augmente la tension de bas niveau à haut niveau, permettant une transmission efficace de l'énergie sur de longues distances.
Transformateur abaisseur : Diminue la tension de haut niveau à bas niveau, fournissant de l'énergie aux charges locales ou proches par le biais des réseaux de distribution.
Selon le nombre de phases :
Transformateur monophasé
Transformateur triphasé
Selon l'arrangement des enroulements :
Transformateur à un enroulement (autotransformateur), fournissant deux niveaux de tension
Transformateur à deux enroulements
Transformateur à trois enroulements
Selon le matériau des enroulements :
Transformateur à fil de cuivre
Transformateur à fil d'aluminium
Selon la régulation de tension :
Transformateur avec changement de prise sous charge
Transformateur avec changement de prise à charge
Selon le milieu et la méthode de refroidissement :
Transformateur à immersion dans l'huile : Les méthodes de refroidissement incluent le refroidissement naturel, le refroidissement forcé par air (utilisation de ventilateurs sur les radiateurs) et le refroidissement forcé par circulation d'huile avec air ou eau, couramment utilisé dans les grands transformateurs de puissance.
Transformateur sec : Les enroulements sont soit exposés à un milieu gazeux (comme l'air ou le hexafluorure de soufre) soit encapsulés dans de la résine époxy. Les transformateurs secs sont largement utilisés comme transformateurs de distribution, actuellement disponibles jusqu'à 35 kV, et ont un fort potentiel d'application.
Principe de fonctionnement des transformateurs :
Les transformateurs fonctionnent sur le principe de l'induction électromagnétique. Contrairement aux machines tournantes telles que les moteurs et les alternateurs, les transformateurs fonctionnent à une vitesse de rotation nulle (c'est-à-dire qu'ils sont statiques). Les composants principaux sont les enroulements et le noyau magnétique. Lors du fonctionnement, les enroulements forment le circuit électrique, tandis que le noyau fournit le chemin magnétique et le support mécanique.
Lorsqu'une tension alternative est appliquée à l'enroulement primaire, un flux magnétique alternatif est établi dans le noyau (convertissant l'énergie électrique en énergie magnétique). Ce flux variable s'associe à l'enroulement secondaire, induisant une force électromotrice (FEM). Lorsqu'une charge est connectée, un courant circule dans le circuit secondaire, délivrant de l'énergie électrique (convertissant l'énergie magnétique de nouveau en énergie électrique). Ce processus de conversion "électrique-magnétique-électrique" constitue le fonctionnement fondamental d'un transformateur.
