Le Transformateur BT/BT :

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1 Le Transformateur BT/BT : 1) Deux types de transformateur : a) Le transformateur à isolement principal : Définition : Le transformateur à isolement principal assure une isolation des parties actives dangereuses destinées à assurer la protection principale contre les chocs électriques. - Mode de fonctionnement du transformateur : Un enroulement appelé primaire, et un autre appelé secondaire. Un générateur variable connecté au primaire provoque un courant circulant dans les spires de cet enroulement, ce qui crée un champ magnétique variable dans le temps. Ce champ magnétique, canalisé par un noyau ferromagnétique traverse l enroulement secondaire. Résultat : Chaque spire de l enroulement secondaire créé à son tour une nouvelle tension induite et alimente tout récepteur connecté à cet enroulement secondaire. Schéma : 1

2 Schéma équivalent vue du secondaire : Domaines d utilisation de ce récepteur : Le transformateur à isolement principal est utilisé pour l isolement des sites industriels sensibles, tels que les locaux informatiques, les laboratoires de mesures, les machines pilotées par informatique. Le transformateur isole en filtrant les perturbations électromagnétiques. Il est également utilisé dans l alimentation de machines dans des pays disposant de tensions différentes de la tension de fonctionnement des machines. Pour obtenir une tension simple 230V entre phase et neutre à partir d un réseau triphasé 400V. Le transformateur joue le rôle d abaisseur de tension pour arriver en-dessous du seuil critique pour les personnes soit 50V. Mais également dans l adaptation en tension pour optimiser les performances de certains appareilles (lampes halogènes TBT 12V par exemple). b) Le transformateur à isolement double : Définition : Il garantit une isolation principale, et une isolation supplémentaire. Il certifie une sécurité du plus haut niveau en protègeant les personnes contre les contacts indirects. 1) Mode de fonctionnement : Le transformateur sépare circuit d utilisation et circuit d alimentation. En cas de défaut aucune tension dangereuse ne peu apparaître, la continuité de service est maintenues en évitant toute coupure d énergie. Il protège contre les contacts directs et indirects (TBT). Le transformateur possède une tension qui n excède pas 50V en courant alternatif. La séparation du réseau d alimentation est assurée par un transformateur de sécurité. 2

3 2) Domaines d utilisation : Exemple : Les prises de rasoirs, les alimentations des équipements de salles de bains, éclairage de piscine, chantier de construction, toutes alimentations à risques de défauts II) Bilan de puissance : Bilan énergétique : Puisance Puisance absorbée Circuit Primaire magnétique Secondaire utile P 1 =U 1.I.cosϕ 1 P 2 =U 2.I.cosϕ 2 Pertesjoule auprimaire P J1 Pertesferomagnétiques P fer Pertesjoule ausecondaire P J2 Les pertes fer sont dues à l hystérésis du matériau ferromagnétique et aux courants de Foucault. Les pertes fer sont proportionnelles à B max 2 -donc à U 12 - et à la fréquence f. Bilan des puissances : P 1 = P J1 +P J2 +P fer +P 2 1) Les pertes joules : C est la dissipation d énergie sous forme de chaleur provoquée par le passage du courant dans l enroulement primaire et secondaire. Formules : PJ=RI² 2) Les pertes fer sont composées de deux sortes de pertes : a) Les pertes par hystérésis : Elles sont dues à la magnétisation répétée des matériaux qui même une fois mis hors tension gardent une magnétisation partielle. Cette magnétisation est due au courant magnétisant. b) Les pertes par courant de Foucault : Elles sont provoquées par des courants induits passant par la tôle conductrice. Plus la surface est grande plus les courants de Foucault sont grand. C est pourquoi le circuit magnétique du transformateur n est pas taillé dans un bloc d acier mais réalisé par un feuilletage de tôles isolées les unes sur les autres. 3

4 3) Essai à vide : mesure des pertes fer Montage : P 10 W i 10 i 2 =0 Mesure à tension nominale. u 1n 220V 50Hz u 2n A vide le circuit secondaire est ouvert : I 2 = 0 P 2 = 0 et P J2 = 0 Bilan des puissances : P 10 = P J10 + P fer. Toute l énergie absorbée au primaire est utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joules au primaire. Remarque : l indice 0 (zéro) indique qu il s agit de valeurs à vide. A vide I 10 est très faible. Par conséquent P J10 << P 10. Finalement : essai à vide P 10 = P fer Rendement : a. η = P utilisée P absorbée = P 2 P 1 = P 2 P 2 +P fer +P J Ou η = P 1 P fer P J P 1 P J = P J1 + P J 2 Le rendement varie en fonction des conditions d utilisation du transformateur. Le meilleur rendement s obtiendra pour les grandeurs d utilisation nominales indiquées sur la plaque signalétique du transformateur. 4

5 Les bons transformateurs de fortes puissances peuvent atteindre un rendement de 98%. III) Les sites références :