A Autotransformateur triphasé modifie la tension d'une alimentation triphasée en courant alternatif grâce à des enroulements partageant une section électrique commune. Contrairement à un transformateur d'isolement classique, son entrée et sa sortie sont reliées de manière conductrice. Cette conception à enroulements partagés permet de réduire l'encombrement, la quantité de cuivre utilisée, le coût et les pertes électriques lorsque les tensions d'entrée et de sortie requises sont relativement proches.
Un autotransformateur triphasé JOHSUN est une solution de conversion de tension spécifique à certaines applications, destinée aux équipements industriels, aux chaînes de production, aux moteurs, aux systèmes d'essai et aux machines importées. Il peut être configuré pour augmenter ou réduire la tension, mais il ne convertit pas le courant monophasé en courant triphasé. La source et la charge doivent toutes deux être des systèmes triphasés compatibles.
Un autotransformateur triphasé applique le même principe d'induction électromagnétique à trois phases de courant alternatif espacées de 120 degrés électriques. Chaque phase utilise un enroulement à prises. Une partie de cet enroulement est commune à la fois à l'alimentation et à la charge, tandis que la partie restante constitue l'enroulement en série. L'énergie parvient à la sortie en partie par induction magnétique et en partie par une connexion électrique directe.
Pour un transformateur idéal, le rapport de tension est égal au rapport de spires :
Vdehors / Vdans = Ndehors / Ndans
Le courant nominal réel et la puissance nominale en kVA dépendent du raccordement, de la configuration des prises, de la charge, du cycle de service, de l'élévation de température et de la norme applicable. Un fabricant doit donc choisir la section des conducteurs, le noyau, l'isolation, le boîtier, le mode de refroidissement, les bornes et les dispositifs de protection en se basant sur l'ensemble des spécifications électriques, et non uniquement sur le rapport de tension.
La construction d'un autotransformateur triphasé fait généralement appel soit à un noyau magnétique intégré à trois branches, soit à un ensemble de trois unités monophasées. Dans une conception compacte à trois branches, les sections de noyau en acier électrique laminé offrent un chemin à faible réluctance pour le flux magnétique. Des conducteurs isolés en cuivre ou en aluminium sont enroulés autour des branches, avec des prises situées à des positions de spires calculées.
Les principaux éléments comprennent généralement :
JOHSUN est en mesure d'évaluer les exigences non standard en matière de tension, de kVA, de fréquence, de boîtier, d'étiquetage, de prise, de borne et de marque grâce à son Services ODM et OEM. La conception finale doit toujours être validée en fonction de l'environnement d'installation du projet et de la réglementation électrique en vigueur.
Le même principe d'enroulement permet d'assurer l'une ou l'autre de ces fonctions. Dans un Autotransformateur élévateur et abaisseur, les bornes utilisées pour l'alimentation et la charge déterminent si le nombre de spires de sortie actives est supérieur ou inférieur à celui des spires d'entrée.
| Mode de fonctionnement | Connexion d'entrée | Connexion de sortie | Résultat |
|---|---|---|---|
| Réducteur de tension | À travers des virages plus sinueux | Avec moins de virages sinueux | La tension de sortie est inférieure à la tension d'entrée |
| Step-up | Avec moins de virages sinueux | À travers des virages plus sinueux | La tension de sortie est supérieure à la tension d'entrée |
Certains appareils sont conçus pour fonctionner en sens inverse, mais il ne faut jamais partir du principe que cette réversibilité est garantie. Les caractéristiques nominales des bornes, la protection contre les surintensités, les positions des prises, les consignes de mise à la terre et le schéma figurant sur la plaque signalétique du fabricant doivent tous confirmer le sens de fonctionnement prévu.
Le schéma de câblage d'un autotransformateur triphasé représente généralement trois enroulements à prises raccordés en étoile. Une extrémité de chaque enroulement de phase est reliée à un point neutre, tandis que les trois extrémités extérieures sont connectées à L1, L2 et L3. Les conducteurs de sortie sont prélevés sur les prises correspondantes de ces mêmes enroulements. D'autres configurations pouvant exister, le schéma figurant sur la plaque signalétique fournie avec l'appareil fait foi.
Avant d'interpréter ou de réaliser le câblage d'un schéma, vérifiez les points suivants :
Remarque relative à la sécurité : Un autotransformateur triphasé ne dispose d'aucune isolation galvanique entre son entrée et sa sortie. L'installation et les essais ne doivent être effectués que par du personnel électricien qualifié, en respectant les schémas fournis, la réglementation locale, les procédures de verrouillage appropriées et en utilisant un équipement d'essai correctement calibré.
Le symbole d'un autotransformateur triphasé est généralement représenté par trois bobines à prises ou sous la forme d'un schéma unifilaire triphasé simplifié portant la mention « autotransformateur ». Sa caractéristique principale réside dans le fait que les connexions d'entrée et de sortie partagent le même enroulement, au lieu d'apparaître comme des bobines primaire et secondaire totalement distinctes.
Sur les schémas détaillés, repérez les indications de triphasage, les points de dérivation, la jonction commune ou neutre, la terre de protection et les numéros de bornes. Le branchement en étoile peut être indiqué Y et delta comme D. Ne tirez pas de conclusions sur les connexions réelles sur le terrain à partir d'un symbole générique seul ; les symboles expliquent le fonctionnement du circuit, tandis que le schéma de raccordement fourni par le fabricant définit le câblage physique.
| Avantage potentiel | Restriction importante |
|---|---|
| Moins de matériau d'enroulement pour un rapport de tension approprié | Aucune isolation électrique entre l'entrée et la sortie |
| Plus compact et plus léger qu'un modèle isolé comparable | Une faible impédance peut générer un courant de défaut élevé |
| Rendement élevé et bonne régulation de tension | Les perturbations au niveau de l'entrée peuvent se répercuter sur la sortie |
| Rentable pour des niveaux de tension relativement proches | À ne pas utiliser lorsque la sécurité ou l'isolation fonctionnelle est requise |
Ces compromis expliquent pourquoi un autotransformateur est souvent une solution intéressante pour l'adaptation des niveaux de tension industriels, tandis qu'un transformateur d'isolement reste le meilleur choix pour les applications nécessitant une séparation galvanique, un réseau alimenté par une source distincte ou un comportement spécifique en matière de bruit et de mise à la terre.
Les autotransformateurs triphasés sont couramment utilisés pour les machines industrielles importées d'un marché où la tension d'alimentation est différente, pour le démarrage des moteurs, le réglage de la tension en laboratoire, les équipements de chaînes de production, les systèmes CVC, les bancs d'essai et l'interconnexion de systèmes dotés de dispositifs de mise à la terre compatibles. Ils s'avèrent particulièrement utiles lorsque le rapport de tension est modeste et que la compacité ou le rendement sont des critères importants.
L'adéquation de l'application dépend du type de charge. Les moteurs peuvent nécessiter des calculs de courant de démarrage et de cycle de service ; les charges non linéaires peuvent générer des harmoniques ; et les charges déséquilibrées peuvent affecter les performances de phase. Veuillez nous communiquer la puissance de la charge, le courant de démarrage, la plage d'entrée, la tolérance de sortie, les heures de fonctionnement, la température ambiante, l'altitude, l'indice de protection et la méthode d'installation avant de choisir un appareil.
Commencez par indiquer la tension d'entrée, la tension de sortie, la fréquence, la configuration de phase et la puissance en kVA requise. Définissez ensuite le type de charge, le mode de fonctionnement (continu ou intermittent), les conditions ambiantes, le mode de refroidissement, l'indice de protection du boîtier, la méthode de passage des câbles, le type de bornes souhaité, la certification applicable et le schéma de protection. Si la charge comprend des moteurs ou présente un courant d'appel important, précisez la méthode de démarrage et le profil de fonctionnement.
Vous pouvez consulter Solutions d'alimentation JOHSUN et découvrez le fabricant sur le À propos de JOHSUN page. Pour toute demande spécifique concernant les systèmes triphasés, veuillez fournir les spécifications complètes via Nous contacter afin qu'un ingénieur puisse évaluer la conception plutôt que de se baser uniquement sur la valeur nominale en kVA.
JOHSUN propose également des convertisseurs de tension monophasés 110/220 V destinés à des applications domestiques, professionnelles, commerciales et de l'industrie légère. Ces produits ne remplacent pas un appareil triphasé, mais ils illustrent les plages de puissance disponibles et les différents types de boîtiers :
Un autotransformateur triphasé constitue une solution efficace et compacte pour adapter les niveaux de tension triphasés lorsqu'une isolation galvanique n'est pas nécessaire. Le choix de l'appareil approprié ne dépend pas uniquement des valeurs d'entrée et de sortie : le raccordement, la mise à la terre, la protection contre les défauts, le comportement de la charge, l'environnement et le régime de fonctionnement sont tous des facteurs déterminants. Pour un projet JOHSUN, préparez un cahier des charges électrique et mécanique complet afin que l'enroulement, le noyau, le boîtier, les bornes, le refroidissement et la protection puissent être adaptés à l'application réelle.
Non. Ses entrées et sorties partagent une partie du bobinage et sont reliées électriquement. Optez pour un transformateur d'isolement lorsqu'une séparation galvanique est nécessaire.
Non. Un transformateur modifie les rapports entre la tension et le courant ; il ne crée pas les phases manquantes. Pour cela, il faut un convertisseur de phase ou un variateur adapté.
Certains modèles peuvent fonctionner dans les deux sens, mais uniquement si l'enroulement, les bornes, les dispositifs de protection et les instructions du fabricant l'autorisent expressément. Ne jamais inverser le sens d'alimentation d'un appareil en se basant sur une simple supposition.
Veuillez indiquer les tensions d'entrée et de sortie, la charge en kW ou kVA, le facteur de puissance, le rendement, le courant de démarrage ou d'appel, le cycle de service, les conditions ambiantes et la marge de capacité souhaitée. Les moteurs et les charges non linéaires nécessitent une attention particulière.
Non. La disponibilité du neutre dépend du système et du raccordement des enroulements. La mise à la terre et le traitement du neutre doivent être conformes à la conception technique, au schéma figurant sur la plaque signalétique et à la réglementation électrique locale.
Un raccordement en étoile offre un point commun pratique et peut réduire la contrainte de tension par phase par rapport à la tension de ligne. Son adéquation dépend toutefois de la mise à la terre, des harmoniques, de l'équilibre de la charge et de la conception globale du système.
