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Pour obtenir un transformateur triphasé, il faut six enroulements. Les trois premiers servent à la bobine primaire et les trois autres pour la partie secondaire. Il existe différentes configurations pour les enroulements : étoile ou triangle. Pour simplifier, il est possible de considérer chaque paire d’enroulements primaire et secondaire comme des systèmes monophasés séparés. Par conséquent, il serait possible de construire un transformateur triphasé en connectant trois transformateurs monophasé. On retrouve dans un transformateur triphasé trois grandes parties : l’enroulement primaire, le secondaire et le noyau magnétique.
L’enroulement primaire est relié à une source électrique. Cela génère un flux magnétique qu’il va transmettre à l’enroulement secondaire.
Il correspond au flux magnétique produit par l’enroulement primaire. Ce flux magnétique se déplace à travers un chemin à faible réluctance relié à l’enroulement secondaire. On a alors un circuit magnétique fermé. Le noyau peut être construit soit en type coque, soit le plus souvent en type noyau. Dans les deux cas, il comporte trois branches avec les enroulements, basse et haute tension, pour les trois phases.
C’est cet enroulement secondaire qui va fournir la tension de sortie que l’on souhaite par le phénomène d’induction. Si vous connaissez la conception d’un transformateur monophasé, vous avez remarqué que celle du transformateur triphasé est relativement similaire.
On retrouve des noyaux de type coque ou de type noyau.
Dans ce genre de transformateur triphasé, trois branches composent le noyau. Chacune d’entre elles conduit simultanément les enroulements BT (basse tension) et HT (haute tension) des trois phases. Le flux que génèrent les enroulements primaires est lié aux secondaires. Sur la branche centrale du noyau se positionne l’enroulement basse tension. Par dessus ce dernier se situe l’enroulement haute tension. Cet ordre permet de recourir à une plus faible quantité d’isolants pour protéger le noyau de l’enroulement basse tension. Les trois branches du noyau sont situées à 120° les unes des autres. Dans ce type noyau de transformateur triphasé, une branche sert de voie de retour pour le flux magnétique des deux autres branches. Ce qui veut dire que le flux de la branche qui est la voie de retour correspond au total de flux des deux autres branches.
Ce n’est pas la forme la plus utilisée. En effet, ce type de transformateur triphasé comporte cinq branches avec le noyau qui renferme les enroulements positionnés sur les trois branches. Deux branches maintiennent entre les phases les trois autres qui forme une unité. Cela permet aussi d’avoir une voie de retour pour les flux. Le type coque correspond schématiquement à l’empilement de trois transformateurs monophasés.
À la différence du type noyau, chaque circuit dispose d’une phase individualisée et chaque circuit magnétique est individualisé. Donc, dans le type coque, les trois phases sont plus indépendantes.
Deux formes primaires se retrouvent dans les configurations principales d’un transformateur triphasé : l’étoile et le triangle (delta).
Trois enroulements sont reliés à deux extrémités dans la configuration triangle que l’on appelle aussi maillage ou delta. Ces deux parties extrêmes sont reliées à une borne. Aucun point neutre n’est nécessaire, mais des connexions avec la terre.
Ici, on dénombre trois enroulements pour quatre bornes. Une des deux extrémités de chaque enroulement est réunie avec une borne neutre ou un point. Les extrémités restantes correspondent aux trois phases. Dans les types coque ou type noyau, l’ensemble de la structure du noyau se positionne au sein du réservoir avec les enroulements, le tout immergé dans l’huile. Les différentes connexions avec les enroulements du transformateur se trouvent également dans la cuve. Pour permettre de faire passer les bornes secondaires et primaires à l’extérieur, le transformateur triphasé possède des traversées. Ainsi, les connexions externes sont simplifiées. Les connexions d’enroulement les plus utilisés dans un transformateur triphasé sont : étoile à étoile, delta à delta, delta à étoile, étoile à delta.
La configuration de connexion en étoile à étoile est utilisée simultanément pour les courants faibles et les tensions élevées, ce qui la rend économique pour les transformateurs. Le lien entre les bornes des enroulements secondaire et primaire s’effectue sous la forme d’un Y.
Dans la configuration de connexion delta-delta, une extrémité d'une bobine d'enroulement triphasée est attachée à l'extrémité d'une autre bobine. Lorsqu'ils sont connectés de cette manière, vous remarquerez qu'ils prennent la forme d'un delta, qui est généralement considéré comme un triangle. Même en présence de tensions faibles, les enroulements avec une connexion delta à delta peuvent de générer d’importants courants.
Avec cette connexion, les niveaux de tension sont réduits au sein des enroulements. Dans la connexion étoile à triangle, on met à la terre le neutre de l’enroulement primaire de l’appareil.
Pour réaliser cette connexion, on combine une connexion étoile et un enroulement en triangle côté primaire. Elle est utilisée lorsque l'on souhaite augmenter les niveaux de tension. La connexion delta - étoile reste un bon choix dans un système de distribution. En effet, avec les quatre fils côtés secondaire et le système triphasé, elle apporte quelques atouts. Toutefois, avec un déphasage présent entre le secondaire et le primaire, cette connexion reste adaptée à des utilisations particulaires.
Le transformateur triphasé doit se retrouver au centre de la source triphasée et de la charge triphasée pour effectuer le câblage. Puis, il suffit d’identifier les différentes phases représentées par les trois fils d’entrée. Le raccordement s’effectue avec la source aux trois bornes d’entrée en privilégiant le côté primaire du transformateur.
Dans ce type de raccordement, il existe une seule connexion de tension pour trois conducteurs. Il est donc possible de relier les trois conducteurs en cas de tension triphasée.
Cette configuration de connexion nécessite environ trois conducteurs actifs et un conducteur neutre qui est mis à la terre. À la différence d’une tension monophasée où l’on peut connecter deux, voire trois, conducteurs actifs, avec une alimentation triphasée, on peut connecter trois conducteurs actifs.
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