Le transformateur d'isolement est une alimentation électrique de sécurité. Il est généralement utilisé pour l'entretien et la réparation des machines, et remplit les fonctions de protection, de protection contre la foudre et de filtrage.
Le principe du transformateur d'isolement est identique à celui d'un transformateur classique. Tous deux reposent sur le principe de l'induction électromagnétique. Un transformateur d'isolement (mais pas tous) est généralement un transformateur 1:1. Comme l'enroulement secondaire n'est pas relié à la terre, il n'existe aucune différence de potentiel entre aucun des conducteurs secondaires et la terre, ce qui rend son utilisation sûre. Il est couramment utilisé comme alimentation électrique pour l'entretien.
Les alimentations électriques pour transformateurs de commande et équipements à tubes sous vide sont également des transformateurs d’isolement. Par exemple, les amplificateurs à tubes, les radios à tubes et les oscilloscopes, ainsi que les transformateurs de commande pour tours, utilisent tous des transformateurs d’isolement. Un transformateur d’isolement 1:1 est couramment utilisé pour la maintenance sécurisée des téléviseurs couleur. Il est également utilisé dans les climatiseurs.
En général, la tension du réseau alternatif que nous utilisons comporte un fil relié à la terre, tandis que l’autre fil présente une différence de potentiel de 220 V par rapport à la terre. Un contact avec ce fil peut provoquer un choc électrique. Toutefois, le secondaire d’un transformateur d’isolement n’est pas relié à la terre, et il n’existe aucune différence de potentiel entre aucun de ses deux fils et la terre. Ainsi, lorsqu’une personne touche l’un quelconque de ces fils, aucun choc électrique ne se produit, ce qui rend l’utilisation beaucoup plus sûre.
Deuxièmement, les bornes de sortie et d’entrée du transformateur d’isolement sont entièrement « isolées » l’une de l’autre. Cela filtre efficacement la borne d’entrée du transformateur (la tension d’alimentation provenant du réseau), offrant ainsi un bon effet de filtrage sur l’alimentation électrique entrante. Par conséquent, il fournit une tension d’alimentation électrique pure aux équipements électriques.
Une autre application concerne la prévention des interférences. Il peut être largement utilisé dans des lieux tels que les métros, les immeubles de grande hauteur, les aéroports, les gares, les ports, les entreprises industrielles et minières, ainsi que les systèmes de distribution électrique dans les tunnels.
Un transformateur d'isolement est un type de transformateur dont l'enroulement d'entrée et l'enroulement de sortie sont électriquement isolés l'un de l'autre. Il sert à prévenir les risques pouvant résulter d'un contact accidentel avec des parties sous tension (ou des composants métalliques susceptibles de devenir sous tension en cas de défaillance de l'isolation) et la terre. Son principe est identique à celui d'un transformateur sec classique, qui repose également sur le phénomène d'induction électromagnétique. Il isole principalement le circuit primaire d'alimentation et rend le circuit secondaire flottant par rapport à la terre afin d'assurer la sécurité électrique.
Fonction
Les fonctions principales du transformateur d’isolement sont les suivantes : isoler complètement les composants électriques des côtés primaire et secondaire, et isoler l’ensemble du circuit. En outre, en tirant parti de la caractéristique de perte haute fréquence de son noyau, il permet de supprimer la transmission de bruits haute fréquence vers le circuit de commande. L’utilisation du transformateur d’isolement rend le côté secondaire flottant par rapport à la terre ; cette configuration ne peut être utilisée que dans des situations où la zone d’alimentation est restreinte et la longueur des lignes courte. Dans ce cas, le courant capacitif à la terre du système est si faible qu’il ne présente aucun danger pour le corps humain. Une autre fonction très importante est la protection de la sécurité personnelle ! Il isole les tensions dangereuses.
Avec le développement continu du système électrique, les transformateurs, en tant qu’équipements clés de ce système, jouent un rôle de plus en plus important. Leur fonctionnement sûr influence directement la fiabilité du fonctionnement global du système électrique. La déformation des enroulements d’un transformateur désigne les changements dimensionnels axiaux et radiaux, les déplacements du corps et les torsions des enroulements lorsqu’ils sont soumis à des forces. Les deux principales causes de cette déformation sont les suivantes : premièrement, les transformateurs subissent inévitablement des défauts de court-circuit externe pendant leur fonctionnement ; deuxièmement, des accidents tels que des chocs peuvent survenir lors du transport et de la manutention des transformateurs.
Puissance
Le flux du noyau du transformateur est lié à la tension appliquée. Le courant d’excitation ne s’accroît pas avec l’augmentation de la charge. Bien que le noyau ne sature pas à cause de l’augmentation de la charge, les pertes résistives dans l’enroulement augmentent et dépassent la puissance nominale. Comme la chaleur générée par l’enroulement ne peut pas être dissipée suffisamment vite, cet enroulement sera endommagé. Si l’enroulement est constitué de matériaux supraconducteurs, une augmentation du courant n’entraînera pas de chauffage, mais des champs magnétiques de fuite persistent tout de même, créant une impédance interne au transformateur. Une augmentation du courant entraîne une baisse de la tension de sortie : plus le courant est élevé, plus la tension de sortie est faible. Par conséquent, la puissance de sortie d’un transformateur ne peut pas être infinie. Si le transformateur n’avait aucune impédance, le passage d’un courant générerait une force électromagnétique très importante, susceptible d’endommager facilement l’enroulement. Même si la puissance théorique serait alors infinie, elle ne serait pas utilisable. On peut seulement affirmer qu’avec le développement des matériaux supraconducteurs et des matériaux de noyau, la puissance de sortie d’un transformateur de volume ou de masse identique augmentera, mais elle restera finie !
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