Jusqu’à présent, nous avons examiné la construction et le fonctionnement du transformateur de tension monophasé à deux enroulements qui peut être utilisé pour augmenter ou diminuer sa tension secondaire par rapport à la tension d’alimentation primaire. Mais les transformateurs de tension peuvent également être construits pour la connexion non seulement à une seule phase, mais pour deux phases, trois phases, six phases et même des combinaisons élaborées jusqu’à 24 phases pour certains transformateurs de rectification CC.,
Si nous prenons trois transformateurs monophasés et connectons leurs enroulements primaires les uns aux autres et leurs enroulements secondaires les uns aux autres dans une configuration fixe, nous pouvons utiliser les transformateurs sur une alimentation triphasée.
Les fournitures triphasées, également écrites en 3 phases ou 3φ, sont utilisées pour la production, le transport et la distribution d’énergie électrique, ainsi que pour tous les usages industriels., Les alimentations triphasées présentent de nombreux avantages électriques par rapport à l’alimentation monophasée et lorsque nous considérons les transformateurs triphasés, nous devons faire face à trois tensions et courants alternatifs différant en temps de phase de 120 degrés, comme indiqué ci-dessous.
tensions et courants Triphasés
où: VL est la tension ligne à LIGNE, ET VP est la tension phase à neutre.
Un transformateur ne peut pas agir comme un dispositif de changement et changement de monophasé en triphasé ou triphasé en monophasé., Pour rendre les connexions du transformateur compatibles avec les alimentations triphasées, nous devons les connecter ensemble d’une manière particulière pour former une Configuration de transformateur triphasé.
un transformateur triphasé ou un transformateur 3φ peut être construit soit en reliant ensemble trois transformateurs monophasés, formant ainsi une banque de transformateurs triphasés, soit en utilisant un transformateur triphasé préassemblé et équilibré constitué de trois paires d’enroulements monophasés montés sur un seul noyau stratifié.,
Les avantages de la construction d’un transformateur triphasé unique est que pour la même note kVA, il sera plus petit, moins cher et plus léger que trois transformateurs monophasés individuels connectés ensemble parce que le noyau de cuivre et de fer sont utilisés plus efficacement. Les méthodes de connexion des enroulements primaire et secondaire sont les mêmes, que ce soit en utilisant un seul transformateur triphasé ou trois transformateurs monophasés séparés., Considère le circuit ci-dessous:
triphasé Transformateur de Connexions
Les enroulements primaire et secondaire d’un transformateur peuvent être connectés dans une configuration différente, comme indiqué pour répondre à pratiquement toutes les exigences. Dans le cas des enroulements de transformateur triphasé, trois formes de connexion sont possibles: « étoile” (wye), « delta” (mesh) et « interconnected-star” (zig-zag).,
les combinaisons des trois enroulements peuvent être avec le primaire connecté en delta et le secondaire connecté en étoile, ou étoile-delta, étoile-étoile ou delta-delta, selon l’utilisation des transformateurs. Lorsque les transformateurs sont utilisés pour fournir trois phases ou plus, ils sont généralement appelés transformateur polyphasé.
configurations triphasées D’étoile et de Delta de transformateur
mais qu’entendons-nous par « étoile” (également connu sous le nom de Wye) et « delta” (également connu sous le nom de maille) en traitant des connexions triphasées de transformateur. Un transformateur triphasé a trois ensembles d’enroulements primaires et secondaires., Selon la façon dont ces ensembles d’enroulements sont interconnectés, détermine si la connexion est une configuration en étoile ou en delta.
Les trois tensions disponibles, qui sont elles-mêmes déplacées l’une de l’autre de 120 degrés électriques, déterminent non seulement le type de connexions électriques utilisées sur les côtés primaire et secondaire, mais déterminent également le flux des courants des transformateurs.
avec trois transformateurs monophasés reliés entre eux, les flux magnétiques dans les trois transformateurs diffèrent en phase de 120 degrés de temps., Avec un seul transformateur triphasé, il y a trois flux magnétiques dans le noyau qui diffèrent en phase temporelle de 120 degrés.
la méthode standard pour marquer les enroulements triphasés du transformateur consiste à étiqueter les trois enroulements primaires avec les lettres majuscules A, B et C, utilisées pour représenter les trois phases individuelles du rouge, du jaune et du bleu. Les enroulements secondaires sont marqués de petites lettres (minuscules) a, b et C., Chaque enroulement a deux extrémités normalement étiquetées 1 et 2 de sorte que, par exemple, le deuxième enroulement du primaire a des extrémités qui seront étiquetées B1 et B2, tandis que le troisième enroulement du secondaire sera étiqueté c1 et c2 comme illustré.,
configurations étoile et Delta du transformateur
Les symboles sont généralement utilisés sur un transformateur triphasé pour indiquer le type ou les types de connexions utilisés avec les majuscules Y pour Étoile connectée, D pour delta connecté et Z pour les enroulements primaires étoiles interconnectés, avec les minuscules y, d et z pour leurs secondaires respectifs. Ensuite, étoile-étoile serait étiqueté Yy, Delta-Delta serait étiqueté Dd et étoile interconnectée à étoile interconnectée serait Zz pour les mêmes types de transformateurs connectés.,
Enroulement de Transformateur d’Identification
| Connexion | Enroulement Primaire | Enroulement Secondaire |
| Delta | D | d |
| Star | Y | y |
| Interconnectés | Z | z |
Nous savons maintenant qu’il existe quatre façons différentes dans lesquelles trois transformateurs monophasés peuvent être connectés entre eux entre leur enseignement primaire et secondaire les circuits triphasés., Ces quatre configurations standard sont donnés à titre: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Aa), Star-Delta (M), et Delta-Étoile (Dy).
Les transformateurs pour le fonctionnement à haute tension avec les connexions en étoile ont l’avantage de réduire la tension sur un transformateur individuel, de réduire le nombre de tours requis et d’augmenter la taille des conducteurs, ce qui rend les enroulements de bobine plus faciles et moins chers à isoler que les transformateurs delta.,
la connexion delta-delta présente néanmoins un grand avantage par rapport à la configuration étoile-delta, en ce sens que si un transformateur d’un groupe de trois devait devenir défectueux ou désactivé, les deux autres continueraient à fournir une alimentation triphasée avec une capacité égale à environ deux tiers de la sortie d’origine du transformateur.
connexions Delta et Delta du transformateur
Dans un groupe de transformateurs connectés en delta ( Dd), la tension de ligne, VL est égale à la tension d’alimentation, VL = VS., Mais le courant dans chaque enroulement de phase est donné comme: 1/√3 × il du courant de ligne, où IL est le courant de ligne.
un inconvénient des transformateurs triphasés connectés en delta est que chaque transformateur doit être enroulé pour la tension de ligne complète (dans notre exemple ci-dessus 100V) et pour 57,7%, le courant de ligne. Le plus grand nombre de tours dans l’enroulement, ainsi que l’isolation entre les tours, nécessitent une bobine plus grande et plus chère que la connexion en étoile. Un autre inconvénient des transformateurs triphasés connectés par delta est qu’il n’y a pas de connexion « neutre” ou commune.,
dans l’arrangement étoile-étoile ( Yy ), (wye-wye), chaque transformateur a une borne connectée à une jonction commune, ou point neutre, les trois extrémités restantes des enroulements primaires étant connectées à l’alimentation secteur triphasée. Le nombre de tours dans un enroulement de transformateur pour la connexion en étoile est de 57,7%, de celui requis pour la connexion delta.
la connexion en étoile nécessite l’utilisation de trois transformateurs, et si un transformateur devient défectueux ou désactivé, tout le groupe peut devenir désactivé., Néanmoins, le transformateur triphasé connecté en étoile est particulièrement pratique et économique dans les systèmes de distribution d’énergie électrique, en ce sens qu’un quatrième fil peut être connecté en tant que point neutre, ( n ) des trois secondaires connectés en étoile comme illustré.
Transformateur Star et la Star de Connexions
La tension entre la ligne du transformateur triphasé est appelée « tension de la ligne”, VL, tandis que la tension entre la ligne et le point neutre d’une étoile du transformateur est appelée « tension de phase”, VP., Cette tension de phase entre le point neutre et l’une quelconque des connexions de ligne est de 1/√3 × VL de la tension de ligne. Ensuite, au-dessus, la tension de phase latérale primaire, VP est donnée comme.
Le secondaire courant dans chaque phase d’une étoile-connecté groupe de transformateurs est le même que pour la ligne actuelle de l’offre, IL = EST.,656d3″>VP = VL ÷ √3
Where again, VL is the line-to-line voltage, and VP is the phase-to-neutral voltage on either the primary or the secondary side.,
D’autres connexions possibles pour les transformateurs triphasés sont star-delta Yd, où l’enroulement primaire est connecté en étoile et le secondaire est connecté en delta ou delta-star Dy avec un primaire connecté en delta et un secondaire connecté en étoile.
Les transformateurs connectés Delta-star sont largement utilisés dans la distribution de faible puissance, les enroulements primaires fournissant une charge équilibrée à trois fils à l’entreprise de services publics tandis que les enroulements secondaires fournissent la connexion neutre ou à la terre à 4 fils requise.,
lorsque le primaire et le secondaire ont différents types de connexions d’enroulement, étoile ou delta, le rapport de spires global du transformateur devient plus compliqué. Si un transformateur triphasé est connecté en tant que delta-delta ( Dd ) ou étoile-étoile (Yy), le transformateur pourrait avoir un rapport de tours 1:1. C’est l’entrée et la sortie des tensions pour les enroulements sont les mêmes.
cependant, si le transformateur triphasé est connecté en étoile-delta, ( Yd ) chaque enroulement primaire connecté en étoile recevra la tension de phase, VP de l’alimentation, qui est égale à 1 / √3 × VL.,
alors chaque enroulement secondaire correspondant aura alors cette même tension induite dedans, et puisque ces enroulements sont reliés en delta, la tension 1 / √3 × VL deviendra la tension de ligne secondaire. Ensuite, avec un rapport de tours 1:1, un transformateur connecté étoile–delta fournira un √3: 1 rapport ligne-tension abaisseur.,
alors pour un transformateur connecté en étoile–delta ( Yd), le rapport de tours devient:
rapport de Tours étoile-Delta
de même, pour un transformateur connecté en étoile–delta ( Dy), avec un rapport de tours 1:1, Le transformateur fournira un 3 rapport ligne-tension d’étape., Ensuite, pour un transformateur connecté en étoile delta, le rapport de spires devient:
rapport de spires en étoile Delta
ensuite, pour les quatre configurations de base d’un transformateur triphasé, nous pouvons lister les tensions et les courants secondaires des transformateurs par rapport à la tension le tableau suivant.,>
Where: n equals the transformers « turns ratio” (T.,R.), le nombre d’enroulements secondaires NS, divisé par le nombre d’enroulements primaires NP. (NS / NP ) et VL est la tension ligne à ligne avec VP étant la tension phase à neutre.
exemple de transformateur triphasé
l’enroulement primaire d’un transformateur 50VA connecté en étoile delta ( Dy ) est fourni avec une alimentation triphasée de 100 volts et 50 Hz. Si le transformateur a 500 tours sur le primaire et 100 tours sur l’enroulement secondaire, calculez les tensions et courants secondaires.
données Données: estimation de transformateur, 50VA, tension d’alimentation, 100v, tours primaires 500, tours secondaires, 100.,
Ensuite, le côté secondaire du transformateur fournit une tension de la ligne, de la LV d’environ 35v donnant une tension de phase, vice-président de 20v à 0.834 ampères.
construction de transformateur triphasé
Nous avons dit précédemment que le transformateur triphasé est effectivement trois transformateurs monophasés interconnectés sur un seul noyau stratifié et des économies considérables de coût, de taille et de poids peuvent être réalisées en combinant les trois enroulements sur un seul circuit magnétique comme illustré.,
un transformateur triphasé a généralement les trois circuits magnétiques qui sont entrelacés pour donner une distribution uniforme du flux diélectrique entre les enroulements haute et basse tension. L’exception à cette règle est un transformateur de type coque triphasé. Dans le type de construction shell, même si les trois noyaux sont ensemble, ils ne sont pas entrelacés.,
construction de transformateur triphasé
Le transformateur triphasé à noyau à trois branches est la méthode la plus courante de construction de transformateur triphasé permettant aux phases d’être liées magnétiquement. Le Flux de chaque membre utilise les deux autres membres pour son chemin de retour avec les trois flux magnétiques dans le noyau générés par les tensions de ligne différant en phase temporelle de 120 degrés. Ainsi, le flux dans le noyau reste presque sinusoïdal, produisant une tension d’alimentation secondaire sinusoïdale.,
la construction de transformateur triphasé à cinq branches de type coquille est plus lourde et plus coûteuse à construire que le type à noyau. Les noyaux à cinq branches sont généralement utilisés pour les très grands transformateurs de puissance car ils peuvent être fabriqués avec une hauteur réduite. A les matériaux de noyau de transformateurs de type coquille, les enroulements électriques, l’enceinte en acier et le refroidissement sont à peu près les mêmes que pour les types monophasés plus grands.
