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Communication technique Le transformateur 1EL2 ________________________________

Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 1 L.P. La Chauvinière LE TRANSFORMATEUR I- GENERALITES 1- Constitution: Le transformateur est un appareil qui sert à convertir l’énergie électrique appliquée en entrée en une énergie électrique de même fréquence mais avec une tension différente. Le transformateur est représenté par le symbole ci-dessus, où U1(t) représente la tension ………………………………………………………………… et où U2(t) représente la tension …………………………………………………. Le transformateur peut fonctionner en abaisseur ou en élévateur de tension. L’électricité produite dans les centrales électriques est transportée à travers le territoire en Haute tension, et ce afin de limiter les pertes. Pour élever la tension de sa valeur initiale à 400kV, on utilise des …………………….…………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… de fortes puissances, installés dans les postes de transformation. Cependant, l’immense majorité des récepteurs fonctionnent en Basse Tension ou Très Basse Tension. On trouve ainsi une multitude de …………………………………………………………………………………………….………………………………. qui permettent de passer progressivement de 400kV à 230/400V puis qui permettent d’alimenter la majorité des récepteurs que nous utilisons : Téléphones, ordinateurs, TV, commande des machines, etc. U1(t) ELEVATEUR ABAISSEUR U1(t) Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 2 L.P. La Chauvinière 2- Principe de fonctionnement : Lorsque la bobine du primaire est parcourue par le courant alternatif I1 elle produit ………………………………………………… …………………… dans l’air. Cette bobine se comporte en récepteur. Comme la bobine est placée sur un circuit magnétique, celui-ci, grâce à ses propriétés physiques, permet de …………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………..……………………….. Inversement, si une bobine est placée sur ce circuit magnétique, elle est traversée par le flux magnétique variable. Il apparaît alors aux bornes de cet enroulement secondaire une force électromotrice induite (E=Δφ/Δt), ……………………………………………………………………………..………………………………………………………………….………………..………… Cette bobine se comporte comme un générateur et peut produire un courant pour alimenter une charge. C'est la variation du flux qui est à l'origine de la f.é.m. induite. Si la tension du primaire est sinusoïdale, la f.é.m. secondaire est également sinusoïdale. Mais si la tension du primaire est continue, le flux est constant et n'engendre pas de f.é.m. induite. ……………………………………………………………………………..…………………………………………………………………….. 3- Le rapport de transformation : La valeur de la f.é.m. induite E dans l’enroulement secondaire [constitué de N spires, autour d’un circuit magnétique de section S, soumis à un champ magnétique variable B et de fréquence f], est donnée par la formule de Boucherot : E2 = 4,44 x B x S x N2 x f On remarque que la tension secondaire dépend du nombre de spire de l’enroulement secondaire. Le phénomène étant le même au primaire (E1=4,44xBxSxN1xf), le rapport entre les tensions primaire et secondaire est donc le même que le rapport du nombre de spires primaire et secondaire. Ce rapport tension secondaire sur tension primaire, est appelé …………..………………………………………………………………………. On a donc la formule du rapport de transformation pour un transformateur monophasé : U1 = tension d’alimentation au primaire U20 = tension d’utilisation au secondaire à vide (≈E2) N1 = nombre de spires au primaire N2 = nombre de spires au secondaire m = rapport de transformation m = = …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 3 L.P. La Chauvinière Si m > 1, le transformateur est …………..………………………………………………………………………. Si m < 1, le transformateur est …………..………………………………………………………………………. II- LE TRANSFORMATEUR MONOPHASE 1- Constitution: a) Construction Support Enroulement primaire Intercalaire isolant Enroulement secondaire Connexions b) Constitution Circuit magnétique cuirassé …………..………………… ……………………………… ……………………………… Socle de montage …………..…………….… …………..…………………… ………………………………… ………………………………. …………..……………………… …………………………………… …………………………………… Boulons de fixation traversant Plaque signalétique Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 4 L.P. La Chauvinière 2- Symboles : Symbole : Désignation : Transformateur …………..……………………………………………………………………….des circuits présentant une isolation renforcée ou un écran de séparation entre primaire et secondaire. Transformateur …………..……………………………………………………………………….assurant une isolation fonctionnelle entre primaire et secondaire et destiné à alimenter des circuits de commande. Transformateur …………..……………………………………………………………………….présentant une isolation renforcée entre primaire et secondaire et une tension à vide inférieure à 50V (TBTS) Autotransformateur qui ne permet pas une isolation mais seulement les changements de tension. 3- Branchement : Transformateurs à prise de réglages au primaire : Certains équipements doivent être alimentés par une tension précise. Les transformateurs peuvent donc être munis de prises réglables + et –15 V sur le bornier du primaire pour ajuster précisément la tension du secondaire en tenant compte de la tension du réseau d’alimentation : Couplages au secondaire : Certains secondaires de transformateurs sont composés de 2 enroulements identiques qui peuvent être couplés en série ou en parallèle afin d’obtenir deux tensions différentes (12V ou 24V par exemple). Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 5 L.P. La Chauvinière 4- Choix d’un transformateur de commande : Le choix d’un transformateur s’effectue en fonction des besoins et d’après les normes applicables à l’utilisation et au lieu où il est destiné. 1ème critère : …………..………………………………………………………………………………………………………………….Cette tension est liée au réseau sur lequel est branché le transformateur. 2ème critère : ….…………..………………………………………………………………………………………………………….……………. C’est la tension nécessaire au fonctionnement des appareils branchés au secondaire. 3er critère : …………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………. Cette puissance est liée à la puissance des appareils branchés en aval du transformateur (voir méthode ci-dessous). 4ème critère : …………..……………………………………………… Ce sont les textes officiels qui imposent des caractéristiques différentes suivant l’utilisation et l’emplacement prévu pour le transformateur (par exemple normes CNOMO pour les machines outils, normes pour la construction automobile, pour les locaux hospitaliers…). Détermination de la puissance apparente d’un transformateur : 1ere étape : calculer la puissance d’appel La méthode suivante, donnée par le constructeur LEGRAND, est une méthode empirique qui repose sur le calcul de la puissance d’appel Sappel en VA du transformateur, à partir des puissances de maintien Sm de TOUS les contacteurs, des puissances Sv de TOUS les voyants et de la puissance d’appel Sa du PLUS GROS contacteur de l’équipement. Toutes ces caractéristiques sont données dans les catalogues des constructeurs S appel = 0,8 x ( Σ Σ Σ ΣSm + Σ Σ Σ ΣSv + Sa ) Σ Σ Σ ΣSm = somme de toutes les puissances de maintien des contacteurs Σ Σ Σ ΣSv = somme de toutes les puissances des voyants, lampes, compteurs, etc… Sa = puissance d’appel du plus gros contacteur 2eme étape : lire le dimensionnement dans le tableau à partir de la puissance d’appel à cos ϕ ϕ ϕ ϕ = 0,5 Exemple : Si la puissance d’appel trouvée à l’étape précédente est de 780VA, on prend la valeur immédiatement supérieure dans la colonne cos φ=0,5, soit 870VA, et on en déduit dans la colonne de gauche une puissance normalisée de 250 VA Communication technique Le transformateur 1EL2 _______________________________________________________________________________________________ Page 6 L.P. La Chauvinière 5- La Très Basse Tension Que ce soit dans l’industrie ou dans le bâtiment, on utilise la très basse tension essentiellement pour assurer la protection des personnes contre les contacts directs. En effet, la TBT est la classe des tensions électriques qui ne peuvent produire dans le corps humain de courant électrique dangereux pour l'homme. En courant alternatif : U ≤ ……………………………………………… En courant continu : U ≤ ………………………………………………… Aucune distance de voisinage n'est à respecter pour une intervention d'ordre électrique dans le domaine de la très basse tension. On distingue deux types de TBT qui assurent la sécurité. Dans les deux cas, une source de sécurité fournit la TBT (transformateur de sécurité). TBTS Très Basse Tension de ……………………………………………… TBTP Très Basse Tension de ……………………………………………… Schéma : Le secondaire du transformateur (utilisation) ne doit EN AUCUN CAS être relié à la terre. Les masses métalliques des appareils devront : - ne pas être relié à la terre ni à un conducteur de protection ; - être isolé de toutes les autres masses. Consigne : les tensions maximum à mettre en œuvre sont : locaux secs : U ∼ = 50 V et U cont. = 120 V locaux mouillés : U ∼ = 25 V et U cont. = 60 V locaux immergés : U ∼ = 12 V et U cont. = 25 V Utilisation d’un transformateur de sécurité conforme à la norme NF EN 60 742 ou NF C 52 742 Schéma : Un des potentiels au secondaire est relié à la terre. Les masses métalliques des appareils sont reliées à la terre. Consigne : les tensions maximum à mettre en œuvre sont : locaux secs : U ∼ = 25 V et U cont. = 60 V locaux mouillés : U ∼ = 12 V et U cont. = 30 V Utilisation d’un transformateur de sécurité conforme à la norme NF EN 60 742 ou NF C 52 742 Avantage / Inconvénient / Utilisation : Utilisé dans le bâtiment : salle de bain, spot TBT … Permet d’assurer une très bonne protection des personnes contre les contacts directs et indirects. Avantage / Inconvénient / Utilisation : Utilisé dans l’industrie sur les systèmes automatisés. Pour assurer la protection des personnes contre les contacts directs et indirects. Pour éviter les démarrages intempestifs des systèmes. 6- Choix des Protections : • Au primaire du transformateur : il y a une pointe d’intensité au démarrage, faut assurer la protection contre les courts-circuits uniquement. uploads/Industriel/ 08-le-transformateur-eleve.pdf