Un autotransformateur est un transformateur avec un seul enroulement enroulé sur un noyau laminé. Un autotransformateur est similaire à un transformateur à deux enroulements mais diffère par la façon dont les enroulements primaire et secondaire sont reliés entre eux. Une partie de l’enroulement est commune aux deux côtés primaire et secondaire.

En condition de charge, une partie du courant de charge est obtenue directement de l’alimentation et la partie restante est obtenue par l’action du transformateur. Un auto transformateur fonctionne comme un régulateur de tension.

Contenu :

• Explication de l’autotransformateur avec schéma de circuit
• Economie de cuivre dans l’autotransformateur par rapport au transformateur ordinaire à deux enroulements
• Avantages de l’autotransformateur. transformateur
• Inconvénients de l’autotransformateur
• Applications de l’autotransformateur

Explication de l’autotransformateur avec schéma de circuit

Dans un transformateur ordinaire, les enroulements primaire et secondaire sont isolés électriquement l’un de l’autre mais connectés magnétiquement comme le montre la figure ci-dessous. Alors que dans l’auto transformateur, les enroulements primaires et secondaires sont connectés magnétiquement ainsi qu’électriquement. En fait, une partie de l’enroulement continu unique est commune au primaire et au secondaire.

Il existe deux types d’auto transformateur basés sur la construction. Dans un type de transformateur, il y a un enroulement continu avec les prises sorties aux points appropriés déterminés par la tension secondaire désirée. Cependant, dans un autre type d’autotransformateur, il y a deux ou plusieurs bobines distinctes qui sont connectées électriquement pour former un enroulement continu. La construction de l’auto transformateur est montrée dans la figure ci-dessous.

L’enroulement primaire AB duquel on prélève une prise en C, de telle sorte que CB joue le rôle d’enroulement secondaire. La tension d’alimentation est appliquée aux bornes de AB, et la charge est connectée aux bornes de CB. La prise peut être fixe ou variable. Lorsqu’une tension alternative V1 est appliquée aux bornes de AB, un flux alternatif s’établit dans le noyau, ce qui a pour effet d’induire une force électromotrice E1 dans l’enroulement AB. Une partie de cette emf induite est prise dans le circuit secondaire.

Laissez,

• V1 – la tension primaire appliquée
• V2 – la tension secondaire aux bornes de la charge
• I1 – le courant primaire
• I2 – le courant de charge
• N1 – le nombre de spires entre A et B
• N2 – le nombre de spires entre C et B

Négligeant no-.charge, la réactance de fuite et les pertes,

V1 = E1 et V2 = E2

Donc, le rapport de transformation :

Comme les ampères-tours secondaires sont opposés aux ampères-tours primaires, le courant I2 est en opposition de phase avec I1. La tension secondaire est inférieure à celle du primaire. Par conséquent, le courant I2 est supérieur au courant I1. Par conséquent, le courant résultant circulant dans la section BC est (I2 – I1).

Les ampères-tours dus à la section BC = courant x tours
L’équation (1) et (2) montre que les ampères-tours dus à la section BC et AC s’équilibrent, ce qui est caractéristique de l’action du transformateur.

Economie de cuivre dans l’autotransformateur par rapport au transformateur ordinaire à deux enroulements

Le poids du cuivre est proportionnel à la longueur et à la surface d’une section transversale du conducteur.

La longueur du conducteur est proportionnelle au nombre de spires, et la section transversale est proportionnelle au produit du courant et du nombre de spires.

Maintenant, à partir de la figure (B) montrée ci-dessus de l’auto transformateur, le poids du cuivre requis dans un auto transformateur est

Wa = poids du cuivre dans la section AC + poids du cuivre dans la section CB

Donc

Si le même devoir est effectué avec un transformateur ordinaire à deux enroulements montré ci-dessus dans la figure (A), le poids total du cuivre requis dans le transformateur ordinaire,

W0 = poids du cuivre sur son enroulement primaire + poids du cuivre sur son enroulement secondaire

Donc,

Maintenant, le rapport du poids du cuivre dans un auto transformateur sur le poids du cuivre dans un transformateur ordinaire est donné par

Economie de cuivre affectée par l’utilisation d’un auto transformateur = poids du cuivre requis dans un transformateur ordinaire – poids du cuivre requis dans un auto transformateurDonc,

Economie de cuivre = K x poids de cuivre requis pour deux enroulements du transformateur

Il en résulte que l’économie de cuivre augmente lorsque le rapport de transformation s’approche de l’unité. Par conséquent, l’autotransformateur est utilisé lorsque la valeur de K est presque égale à l’unité.

Avantages de l’autotransformateur

• Moins coûteux
• Meilleure régulation
• Perte faible par rapport au transformateur ordinaire à deux enroulements de même puissance.

Désavantages de l’auto transformateur

Il y a divers avantages de l’auto transformateur, mais alors aussi un inconvénient majeur, pourquoi l’auto transformateur n’est pas largement utilisé, c’est que

• L’enroulement secondaire n’est pas isolé de l’enroulement primaire.
  Si un auto transformateur est utilisé pour fournir une basse tension à partir d’une haute tension et qu’il y a une rupture dans l’enroulement secondaire, la pleine tension primaire arrive sur la borne secondaire ce qui est dangereux pour l’opérateur et l’équipement. Donc l’auto transformateur ne doit pas être utilisé pour interconnecter les systèmes de haute tension et de basse tension.

• Utilisé seulement dans les endroits limités où une légère variation de la tension de sortie par rapport à la tension d’entrée est nécessaire.

Applications de l’auto transformateur

• Il est utilisé comme démarreur pour donner jusqu’à 50 à 60% de la pleine tension au stator d’un moteur à induction à cage d’écureuil pendant le démarrage.
• Il est utilisé pour donner un petit coup de pouce à un câble de distribution, pour corriger la chute de tension.
• Il est également utilisé comme régulateur de tension
• Utilisé dans le système de transmission et de distribution d’énergie et aussi dans le système audio et les chemins de fer.